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因為搭上了人工智能的車，近一段時間來智能音箱很火。最著名的當(dāng)屬亞馬遜的Echo，國內(nèi)的后起之秀有靈動等等。類似的還有小米收音機(jī)，優(yōu)聽音箱之類。主要功能都是網(wǎng)絡(luò)播放，大多數(shù)帶有麥克風(fēng)＋語音識別。與AI結(jié)合緊密的就是語音助手了， 比如某些智能音箱能夠聽從用戶這樣的命令： 播放Beatles樂隊的Let it be！ 上述例子中小米音箱的麥克風(fēng)目前沒有在固件支持，但是潮流與趨勢大致如此。作者本人也與另外一個21ic的網(wǎng)友合作DIY了一款。此篇講述硬件的設(shè)計思路以及詳情。設(shè)計的過程中用到了STM32CubeMX， 感覺很好用， 治理也介紹一下子這個工具如何輔助作者本人的硬件與軟件設(shè)計過程， 希望對感興趣的網(wǎng)友一點啟發(fā)。后續(xù)的軟件上的例子另外進(jìn)行寫作。

圖 功能框圖

考慮到要語音識別和音頻軟解碼的需要， 核心要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)字信號處理。這樣核心可選DSP， 高頻通用處理器或者FPGA。因為是自己搞DIY， 其實這里也沒有很大的講究。無非是用好的處理器就做復(fù)雜點， 反之就搞簡單一點。考慮到購買容易，價格也較低的因素，選定STM32F4系列。小米收音機(jī)我也拆過， 用的是MTK的MT7688KN（MIPS24KEc內(nèi)核）。這種片我們既難買，也不好搞編程， 算是可望不可求吧。

圖 小米收音機(jī)主板

考慮到有大量數(shù)據(jù)存儲（永久或暫時）的可能，外擴(kuò)了RAM和Flash，外擴(kuò)RAM選用SRAM，外擴(kuò)Flah選擇SD卡和SPI Flash。注：小米音箱上只有SPI Flash沒有SD卡．

顯然有播放音樂的需要，對音質(zhì)還是比較在意，這里并不使用MCU內(nèi)建的DAC，而是選擇外置的I2S DAC。而語音輸入就相對簡單，內(nèi)置ADC加外部MIC即可。通信方面，支持TCP／IP和USB是必不可少。

人機(jī)界面本來打算使用12864這樣的液晶屏，后來覺得不是核心功能就能省就省，使用按鈕和LED的組合即可（也考慮到還要做語音指令功能）。這樣外觀也比較好處理，例如這樣擺放在桌面上的感覺（機(jī)頂盒）：

圖 設(shè)想圖之一

但實際效果，可能更像這樣，可以便攜使用（耳放）：

圖 設(shè)想圖之二

最終選定的主要芯片型號：

型號封裝廠商功能主要規(guī)格

表 主要芯片一覽