成就一番偉業(yè)的唯一途徑就是熱愛(ài)自己的事業(yè)。如果你還沒(méi)能找到讓自己熱愛(ài)的事業(yè)，繼續(xù)尋找，不要放棄。跟隨自己的 心，總有一天你會(huì)找到的。——喬布斯

??

你去關(guān)燈，你去，你去，。。我去。。小伙伴們有沒(méi)有在天氣寒冷時(shí)候，想去關(guān)燈，卻離不開(kāi)心愛(ài)的被窩的經(jīng)歷呢，有的話，跟著小飛哥一起來(lái)DIY一個(gè)離線語(yǔ)音控制器，有了它，我們就可以安穩(wěn)的臥在暖和的被窩了，來(lái)，干！

? ? ? ? 先看看演示視頻：

完成目標(biāo)

• HAL庫(kù)串口使用
• 常用串口接收及數(shù)據(jù)協(xié)議解析
• 接收離線語(yǔ)音控制模塊數(shù)據(jù)、解析，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制

硬件環(huán)境

• STM32F407ZGT6（或其他主控板）
• 海凌科HLK-V20離線語(yǔ)音控制模塊

• 電容式駐極體話筒（咪頭）
• 杜邦線，LED燈，實(shí)驗(yàn)用到3個(gè)LED燈，面包板（非必備）

軟件環(huán)境

• keil5
• cubemx

1 離線語(yǔ)音模塊控制器

1.1 模塊簡(jiǎn)介

??在某寶購(gòu)買的，只需要9.9元，語(yǔ)音識(shí)別固定，支持57條語(yǔ)音，基本的是夠用了，基本的風(fēng)扇控制、燈控制、電飯煲控制、溫度控制等都具備，基本上比較全面。

1.2 模塊特性

處理內(nèi)核:

• 32bit RISC 內(nèi)核， 運(yùn)行頻率 240M
• 支持 DSP 指令集以及 FPU 浮點(diǎn)運(yùn)算單元
• FFT 加速器：最大支持 1024 點(diǎn)復(fù)數(shù) FFT/IFFT 運(yùn)算或者是2048 點(diǎn)的實(shí)數(shù) FFT/IFFT 運(yùn)算
• 定制化語(yǔ)音算法算子

存儲(chǔ)：

• 內(nèi)置高速 SRAM
• 內(nèi)置 2MB FLASH

音頻輸入輸出：

• 支持 1 路模擬 Mic 輸入
• 支持雙聲道 DAC 輸出
• 持 I2S input/output

供電和時(shí)鐘:

• 內(nèi)置 5V 轉(zhuǎn) 3.3V， 3.3V 轉(zhuǎn) 1.2V LDO 為芯片供電
• RC 12MHz 時(shí)鐘源和 PLL 鎖相環(huán)時(shí)鐘源
• 置 POR（Power on Reset） ， 低電壓檢測(cè)和看門狗

系統(tǒng)功能框圖：

引腳介紹：

??模塊有 16 個(gè)引腳， 包括功放輸出、 差分輸入與串口。具體定義說(shuō)明見(jiàn)下表。

引腳介紹

機(jī)械尺寸：

功能描述

??HLK-V20模塊是可以控制自身IO的，有幾個(gè)IO可以通過(guò)語(yǔ)音控制使用，實(shí)現(xiàn)基本的控制功能，具體使用如下：

• 模塊喚醒后， 使用命令詞” 打開(kāi)空調(diào)” ，對(duì)應(yīng)模塊上 B7 引腳， 使用命令詞” 關(guān)閉空調(diào)” ，B7 輸出對(duì)應(yīng)電平
• 使用命令詞” 打開(kāi)燈光” ， 對(duì)應(yīng)模塊上 B6 引腳， 使用命令詞” 關(guān)閉燈光” ， B6 輸出對(duì)應(yīng)電平
• 使用命令詞” 打開(kāi)開(kāi)關(guān)” ，對(duì)應(yīng)模塊上 B2 引腳， 使用命令詞” 關(guān)閉開(kāi)關(guān)” ， B2 輸出對(duì)應(yīng)電平

??為了方便后續(xù)擴(kuò)展功能，本次小飛哥使用的是外接MCU，通過(guò)讀取HLK-V20模塊串口輸出數(shù)據(jù)，解析進(jìn)行相應(yīng)的控制，此辦法在后續(xù)的擴(kuò)展功能中比較方便，建議大家有條件的可以采用這種辦法應(yīng)用實(shí)例如下：

??模塊可作為主控， 運(yùn)用在語(yǔ)音控制 LED 燈， 語(yǔ)音控制繼電器等場(chǎng)景。模塊可以應(yīng)用在以下場(chǎng)景：聲控吊燈、 聲控壁燈、 聲控浴霸、 聲控開(kāi)關(guān)、 聲控射燈、 聲控 吸頂燈、 聲控臺(tái)燈、 墻壁開(kāi)關(guān)、 酒店控制面板、 LED 臺(tái)燈、 面板、 晾衣機(jī)、 電動(dòng)窗簾、 風(fēng)扇、 智能門鎖、 掃地機(jī)、 智能臺(tái)燈、 智能空調(diào)、 智能茶壺、 故事機(jī)、 智能窗簾、 智能風(fēng)扇、 音控音 箱、 車載音控。

1.3 模塊輸出數(shù)據(jù)協(xié)議格式分析

??采用外接MCU的控制方法，那就必須首先對(duì)模塊輸出的數(shù)據(jù)協(xié)議格式進(jìn)行分析，正確解析數(shù)據(jù)之后才能實(shí)現(xiàn)我們的功能，廠家出廠是有一套固定協(xié)議的，如果需要更改為自己的協(xié)議，需要廠家定制，估計(jì)走量的，暫時(shí)用廠家的就可以啦。協(xié)議格式說(shuō)明：

??Payload 為喚醒與命令詞對(duì)應(yīng)的 action 標(biāo)識(shí)， 喚醒對(duì)應(yīng)的 action 為 wakeup_uni， 命令詞對(duì)應(yīng)的 action 詳見(jiàn)后面介紹，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，最重要的是解析出來(lái)action數(shù)據(jù)，根據(jù)action數(shù)據(jù)內(nèi)容具體來(lái)定制我們要控制的設(shè)備。??下圖為語(yǔ)音喚醒與命令詞對(duì)應(yīng)的串口數(shù)據(jù)(hex 格式)， 8 條數(shù)據(jù)分別表示為喚醒、 打開(kāi)臺(tái)燈、 關(guān)閉臺(tái)燈、 打開(kāi)空調(diào)、 關(guān)閉空調(diào)、 打開(kāi)浴霸、 關(guān)閉浴霸、 退出識(shí)別狀態(tài)

??關(guān)于提到的action字段，參考廠家提供的離線命令詞與播報(bào)答復(fù)列表，簡(jiǎn)單列舉一些：

??紅框里面是模塊收到語(yǔ)音控制命令之后，串口輸出的數(shù)據(jù)，我們只需要把這部分?jǐn)?shù)據(jù)解析出來(lái)，知道當(dāng)前是什么指令，然后控制相應(yīng)的設(shè)備即可。

2 軟件實(shí)現(xiàn)

??主要用到串口1、串口3，定時(shí)器7、定時(shí)器3，串口1用于調(diào)試信息打印，定時(shí)器3用于PWM控制燈光亮度，實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，串口3用于接收模塊串口輸出數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)，定時(shí)7用于控制串口數(shù)據(jù)接收超時(shí)，下面來(lái)小飛哥來(lái)一步步介紹實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

2.1 cubemx配置

??時(shí)鐘配置，參考上us延時(shí)3種實(shí)現(xiàn)方法一文，就不再做詳細(xì)介紹了。

串口配置：

??串口1配置，主要配置下圖紅框中的幾項(xiàng)即可，開(kāi)啟接收中斷，中斷優(yōu)先級(jí)可以選擇默認(rèn)的即可，波特率115200。

??串口2配置，基本同串口1配置，也是主要配置下圖紅框中的幾項(xiàng)即可，開(kāi)啟接收中斷，中斷優(yōu)先級(jí)可以選擇默認(rèn)的即可，波特率115200。

定時(shí)器配置：

??定時(shí)器3配置，定時(shí)器3時(shí)鐘為 84M/84=1Mhz,重裝載值 500，所以 PWM 頻率為 1M/500=2Khz。??定時(shí)器7配置，定時(shí)7配置為1ms周期，后面串口超時(shí)時(shí)間具體在配置。

??配置完之后的中斷開(kāi)啟情況如下圖：

??配置完之后的IO使用情況如下圖：

2.2 PWM簡(jiǎn)介

??脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation” 的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是對(duì)脈沖寬度的控制，PWM 原理如圖 所示：

??上圖就是一個(gè)簡(jiǎn)單的 PWM 原理示意圖。圖中，我們假定定時(shí)器工作在向上計(jì)數(shù) PWM模式，且當(dāng) CNT=CCRx 時(shí)輸出 1。那么就可以得到如上的 PWM示意圖：當(dāng) CNT 值小于 CCRx 的時(shí)候， IO 輸出低電平(0)，當(dāng) CNT 值大于等于 CCRx 的時(shí)候，IO 輸出高電平(1)，當(dāng) CNT 達(dá)到 ARR 值的時(shí)候，重新歸零，然后重新向上計(jì)數(shù)，依次循環(huán)。改變 CCRx 的值，就可以改變 PWM 輸出的占空比，改變 ARR 的值，就可以改變 PWM 輸出的頻率，這就是 PWM 輸出的原理，后面調(diào)光用到的就是這個(gè)原理，玩過(guò)PWM呼吸燈的小伙伴肯定就比較熟悉了，正點(diǎn)原子講的也比較詳細(xì)了，小飛哥就不啰嗦了。

2.3 代碼編寫

硬件連接

• 主控MCU與HLK-V20連接

STM32	HLK-V20
VCC-5V	VCC
GND	GND
RX（PA3）	TX

• HLK-V20yu 揚(yáng)聲器連接

揚(yáng)聲器	HLK-V20
任意端	SP
任意端	SP-

• 主控MCU與受控設(shè)備連接

STM32	受控設(shè)備
PB0（TIM3-CH3）	臺(tái)燈LED正極
GND	臺(tái)燈LED負(fù)極
PF9	開(kāi)燈LED正極
GND	開(kāi)燈LED負(fù)極
PB5	紅燈LED正極
GND	紅燈LED負(fù)極

??以上接法僅僅是演示使用，實(shí)際使用還是配合繼電器使用，能達(dá)到實(shí)際使用需求，無(wú)奈小飛哥手里就一個(gè)幾年前買的繼電器，還壞掉了，這次只能演示用了，后續(xù)會(huì)畫板子開(kāi)源出來(lái)，希望大家多多關(guān)注小飛哥公眾號(hào)。

串口2代碼編寫

??初始化部分由cubemx配置完成，就不啰嗦了，配置的正確，就不會(huì)有問(wèn)題。

typedef?struct?{
?char?Rxbuff[100];
?uint8_t?RxData;
?uint8_t?RxCnt;
?uint8_t?RxTimCnt;
?uint8_t?RxRecFlag;
?uint8_t?RxEndFlag;
}uart2_para;
uart2_para?Voice_RevPara;

/**
??*?@brief??串口中斷回調(diào)函數(shù)
??*?????????
??*?@param??
??*?@param??
??*?@retval?none
??*/
void?HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef?*huart)
{
?if(huart->Instance==USART1)
?{
???Voice_RecUartCallBack();
?}
?else?if(huart->Instance==USART2)
?{
???Voice_RecUartCallBack();
?}
}

/**
??*?@brief??語(yǔ)音模塊串口中斷回調(diào)函數(shù)
??*?????????
??*?@param??none
??*?@param??none
??*?@retval?none
??*/
void?Voice_RecUartCallBack(void)?
{
??Voice_RevPara.RxTimCnt?=?0;
??Voice_RevPara.RxRecFlag?=?1;?????
??Voice_RevPara.Rxbuff[Voice_RevPara.RxCnt]?=?Voice_RevPara.RxData;
??Voice_RevPara.RxCnt ;
??if(Voice_RevPara.RxCnt>=100){
???Voice_RevPara.RxCnt=0;
??}
??HAL_UART_Receive_IT(