【花雕动手做】行空板 K10 之 TT 马达差速 M 底盘小车二号

行空板K10是一款专为快速体验物联网和学习人工智能而设计的开发学习板，100%采用国产芯片，知识产权自主可控，符合信息科技课程中编程学习、物联网及人工智能等教学需求。该板集成2.8寸LCD彩屏、WiFi蓝牙、摄像头、麦克风、扬声器、RGB指示灯、多种传感器及丰富的扩展接口。凭借高度集成的板载资源，教学过程中无需额外连接其他设备，便可轻松实现传感器控制、物联网应用以及人脸识别、语音识别、语音合成等AI人工智能项目。

主要特点
集成摄像头&内置算法，可进行离线图像检测
集成麦克风&内置算法，可进行离线语音识别
集成扬声器&内置算法，可进行离线语音合成
2.8寸彩色屏幕，数据展示更清晰
集成度高，利于教学
接口丰富，兼容软件多，扩展性好

小车方案二使用的铝制M底板、TT电机与扩展板

主打：人工智能模块



语音识别相关说明

辅助：屏幕显示相关积木



接脚 IO 扩展模块



LED控制模块

知识点：语音识别（ASR）
一、什么是语音识别（ASR）
语音识别英文缩写是 ASR（Automatic Speech Recognition），简单来说：让单片机、电脑听懂人说话，把麦克风采集到的声音信号，转换成文字或者指令。
分为两大类：
在线语音识别：需要联网，把声音上传到云端服务器解析，识别词汇量巨大；
离线语音识别：不需要 WiFi、不需要网络，语音模型预先存放在芯片内部，本地直接处理声音，适合单片机、行空板、Arduino 这类硬件。
你代码里使用的就是离线本地 ASR 语音模块。

二、离线语音模块核心功能（对应你 K10 代码）
1. 两种工作模式
（1）持续拾音模式 CONTINUOUS
麦克风一直处于收音状态，不间断监听声音，专门用来做语音唤醒。
对应代码：asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 12000);
（2）按键触发模式
按下按键才开始录音识别，省电，一般用于命令词识别。
2. 语言模式 CN_MODE
CN_MODE：中文模式，只识别汉语；
EN_MODE：英文模式，识别英语。
本程序开启中文识别，用来识别唤醒词：你好小新。
3. 灵敏度阈值（第三个参数 12000）
数值代表声音检测灵敏度：
数值越大：越不容易被环境杂音误触发，抗干扰强；
数值越小：轻声说话就能识别，但是容易被噪音误唤醒。
12000 属于中等灵敏度，适合室内环境使用。

三、语音唤醒技术（本项目核心）
1. 唤醒词机制
唤醒词就是开门密码。模块平时处于低功耗监听状态，只监听这一句话，其他普通对话会直接忽略。
只有说出预设唤醒词（你好小新），模块才会被 “唤醒”，进入待命状态，之后才可以识别后续控制指令。
2. 代码里的唤醒检测函数

```cpp
asr.isWakeUp()
```

检测到唤醒词，函数返回 true；
没有检测到唤醒词，返回 false。
3. 模块状态标志

```cpp
asr._asrState
```

值 = 0：语音模块正在启动、模型加载中，暂时无法工作；
值 ≠ 0：初始化完成，可以正常收音识别。
程序中用 while 循环等待模块就绪，避免硬件未启动造成程序崩溃。

四、硬件运行完整工作流程
上电初始化行空板主板与显示屏；
启动 ASR 语音芯片，加载离线语音模型；
等待语音模块就绪；
屏幕打印实验标题；
模块持续收音，安静待机，只监听唤醒词；
使用者说出：你好小新；
程序捕捉到唤醒信号，屏幕切换文字提示 “已唤醒行空板”；
没有听到唤醒词，则一直显示唤醒词提示语句；
每秒刷新一次屏幕，并清除文字，防止画面重叠。

五、离线语音识别优缺点
优点
完全离线，不用网络、不用流量；
响应速度极快，话音刚落立刻识别；
单片机就能驱动，成本低，非常适合机器人、智能音箱、门禁、实验教具；
不受网络波动影响，设备在野外也能正常使用。
缺点
词汇数量有限，一般只能预先录入几十条唤醒词 + 控制指令；
对嘈杂环境比较敏感，噪音大会出现识别失败；
无法自由识别任意一句话，只能识别预先烧录好的词语。

六、拓展功能（可以在现有代码上升级）
多级指令识别
唤醒之后，再识别 “开灯”“关灯”“前进”“后退”，控制电机与 LED 灯；
自定义唤醒词
修改库文件，把 “你好小新” 改成 “你好行空板”；
多句话语音交互
唤醒后连续识别多条语音命令；
调节收音灵敏度，解决误唤醒或者识别不到声音的问题。

七、容易遇到的常见问题
识别不到唤醒词
调低阈值数值，靠近麦克风，降低环境噪音。
无缘无故自动唤醒（误触发）
把灵敏度数值调高，提高抗干扰能力。
程序卡死在初始化循环
语音模块接线异常，串口通信断开，导致模块始终处于未就绪状态。

小车动力电池的二个方案（7.4V）

【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之TT马达双路差速智能小车方案二号M底盘
实验开源代码

// 引入离线语音识别驱动头文件asr.h，实现语音唤醒、自定义语音指令识别
#include "asr.h"
// 引入行空板K10主板底层库，用于屏幕控制、板载引脚digital_write输出
#include "unihiker_k10.h"

// =====================硬件对象实例化=====================
UNIHIKER_K10 k10;      // 行空板主控对象，统一管理屏幕、板载IO引脚
ASR          asr;       // 离线语音识别模块对象，处理麦克风收音与人声解析
uint8_t      screen_dir=2; // 屏幕旋转参数：数值2代表屏幕倒置显示

//=====================================================================
// setup() 上电初始化函数，设备开机/重启仅执行1次
// 功能：初始化主板、语音模块、屏幕，注册5条小车语音控制指令
//=====================================================================
void setup() {
        // 初始化行空板全部底层硬件：串口、IO总线、LCD屏幕、外设资源
        k10.begin();

        // 初始化离线语音识别模块
        // CONTINUOUS：持续收音模式，麦克风不间断监听环境人声
        // CN_MODE：中文识别模式，仅识别中文拼音口令
        // 12000：收音灵敏度阈值，数值越大抗环境噪音、误唤醒能力越强
        asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 12000);

        // 阻塞循环等待语音模块加载语音模型完成
        // _asrState == 0 代表语音模块未就绪，每100ms循环检测一次状态，防止未初始化调用报错
        while(asr._asrState == 0){delay(100);}

        // 根据预设screen_dir参数初始化LCD显示屏
        k10.initScreen(screen_dir);
        // 创建屏幕绘图画布缓冲区，所有文字先写入画布缓存，统一刷新到实体屏幕
        k10.creatCanvas();

        // 批量注册5条离线语音小车控制指令（采用拼音匹配识别）
        asr.addASRCommand(0+1, "qian jin"); // ID=1 语音口令：前进
        asr.addASRCommand(1+1, "ting che"); // ID=2 语音口令：停车
        asr.addASRCommand(2+1, "hou tui");  // ID=3 语音口令：后退
        asr.addASRCommand(3+1, "you zhuan");// ID=4 语音口令：右转
        asr.addASRCommand(4+1, "zuo zhuan");// ID=5 语音口令：左转
}

//=====================================================================
// loop() 主循环函数，初始化完成后无限循环运行
// 功能：实时监听语音唤醒、识别语音口令，输出IO电平控制两路电机，同步屏幕状态文字
//=====================================================================
void loop() {
        // 语音唤醒判断：检测麦克风是否识别到唤醒词【你好小新】
        if (asr.isWakeUp()) {
                // 唤醒成功：画布第6行输出红色提示文字
                k10.canvas->canvasText("已唤醒行空板小车.......", 6, 0xFF0000);
                // 将画布缓存内容刷新输出到LCD屏幕
                k10.canvas->updateCanvas();
        }
        else {
                // 未唤醒待机状态：第4行输出蓝色文字，提示用户唤醒关键词
                k10.canvas->canvasText("唤醒词为“你好小新”", 4, 0x0000FF);
                k10.canvas->updateCanvas();
        }

        // =====================语音指令1：qian jin 小车前进=====================
        if (asr.isDetectCmdID(0+1)) {
                // 全屏居中24号黑色大字显示小车运动状态
                // 参数：X坐标、Y坐标、文字颜色、中英文字体、字号、自动换行开关
                k10.canvas->canvasText("K10 小车前进", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
                k10.canvas->updateCanvas();
                // 输出电平控制L298N/L293D电机驱动芯片引脚，左右电机同步正转，小车直行前进
                digital_write(eP12, HIGH); // 左电机方向1
                digital_write(eP13, LOW);  // 左电机方向2
                digital_write(eP14, HIGH); // 右电机方向1
                digital_write(eP15, LOW);  // 右电机方向2
        }

        // =====================语音指令2：ting che 小车停车=====================
        if (asr.isDetectCmdID(1+1)) {
                k10.canvas->canvasText("K10 小车停止", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
                k10.canvas->updateCanvas();
                // 全部控制引脚拉低，电机无压差，断电刹车，小车立刻停稳
                digital_write(eP12, LOW);
                digital_write(eP13, LOW);
                digital_write(eP14, LOW);
                digital_write(eP15, LOW);
        }

        // =====================语音指令3：hou tui 小车后退=====================
        if (asr.isDetectCmdID(2+1)) {
                k10.canvas->canvasText("K10 小车后退", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
                k10.canvas->updateCanvas();
                // 反转左右电机电平，电机反向转动，小车直线后退
                digital_write(eP12, LOW);
                digital_write(eP13, HIGH);
                digital_write(eP14, LOW);
                digital_write(eP15, HIGH);
        }

        // =====================语音指令4：you zhuan 小车原地右转=====================
        if (asr.isDetectCmdID(3+1)) {
                k10.canvas->canvasText("K10 小车右转", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
                k10.canvas->updateCanvas();
                // 左轮反转、右轮正转，形成差速，小车原地向右转向
                digital_write(eP12, LOW);
                digital_write(eP13, HIGH);
                digital_write(eP14, HIGH);
                digital_write(eP15, LOW);
        }

        // =====================语音指令5：zuo zhuan 小车原地左转=====================
        if (asr.isDetectCmdID(4+1)) {
                k10.canvas->canvasText("K10小车左转", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
                k10.canvas->updateCanvas();
                // 左轮正转、右轮反转，形成差速，小车原地向左转向
                digital_write(eP12, HIGH);
                digital_write(eP13, LOW);
                digital_write(eP14, LOW);
                digital_write(eP15, HIGH);
        }

        // 清空画布第6行及下方所有文字，清除上一轮状态提示，防止新旧文字重叠产生残影
        k10.canvas->canvasClear(6);
}
复制代码

代码解读
一、项目整体功能
该程序运行在行空板 K10，搭配离线 ASR 语音模块、L298N/L293D 电机驱动，实现语音控制两轮差速小车：
唤醒固定口令：你好小新；
5 组语音动作：前进、停车、后退、原地右转、原地左转；
行空板 4 路 IO 输出高低电平控制电机驱动，屏幕大号文字实时展示小车运行状态。

二、头文件与硬件对象说明

#include "asr.h"

#include "unihiker_k10.h"
复制代码

asr.h：离线语音识别库，提供语音唤醒、自定义拼音指令识别；
unihiker_k10.h：行空板核心库，包含屏幕画布绘制、digital_write IO 电平输出函数。

UNIHIKER_K10 k10;

ASR          asr;

uint8_t      screen_dir=2;
复制代码

k10：行空板主控对象，管理屏幕、板载 IO 引脚；
asr：语音识别对象，处理麦克风收音、人声解析；
screen_dir=2：设置屏幕倒置显示。

三、setup () 上电初始化函数（仅开机执行 1 次）

k10.begin();
复制代码

初始化行空板全部底层硬件、通信总线、IO 资源。

asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 12000);

while(asr._asrState == 0){delay(100);}
复制代码

语音模块初始化：持续收音、中文识别、12000 抗噪灵敏度；循环等待语音模型加载完成，硬件就绪后再执行后续代码。

k10.initScreen(screen_dir);

k10.creatCanvas();
复制代码

按倒置参数点亮 LCD 屏幕，创建绘图缓冲区，所有文字先缓存再刷新。

asr.addASRCommand(0+1, "qian jin");  // ID1 前进

asr.addASRCommand(1+1, "ting che"); // ID2 停车

asr.addASRCommand(2+1, "hou tui");   // ID3 后退

asr.addASRCommand(3+1, "you zhuan");// ID4 右转

asr.addASRCommand(4+1, "zuo zhuan");// ID5 左转
复制代码

提前注册 5 条离线语音口令，语音模块仅能识别预存的拼音。

四、loop () 无限主循环，实时监听语音指令
1. 唤醒状态检测

if (asr.isWakeUp())
复制代码

检测是否识别唤醒词「你好小新」：
唤醒成功：屏幕第 6 行红色文字提示 “已唤醒行空板小车”；
未唤醒：蓝色文字提示唤醒口令；
updateCanvas() 将画布内容刷新到实体屏幕。

2. 引脚硬件分配规则
eP12、eP13 → 左电机 M1 方向控制脚
eP14、eP15 → 右电机 M2 方向控制脚
digital_write(引脚, HIGH/LOW)：输出高低电平给电机驱动，改变电机转向。

3. 各语音指令动作逻辑
① qian jin 前进
左右电机同向正转：
eP12=HIGH，eP13=LOW；eP14=HIGH，eP15=LOW
屏幕显示：K10 小车前进
② ting che 停车
四路引脚全部拉低，电机无压差，直接刹车停稳：
eP12/eP13/eP14/eP15 = LOW
屏幕显示：K10 小车停止
③ hou tui 后退
左右电机同向反转：
eP12=LOW，eP13=HIGH；eP14=LOW，eP15=HIGH
屏幕显示：K10 小车后退
④ you zhuan 原地右转
左轮反转、右轮正转，差速实现右转：
eP12=LOW,eP13=HIGH；eP14=HIGH,eP15=LOW
屏幕显示：K10 小车右转
⑤ zuo zhuan 原地左转
左轮正转、右轮反转，差速实现左转：
eP12=HIGH,eP13=LOW；eP14=LOW,eP15=HIGH
屏幕显示：K10 小车左转

4. 屏幕清理

k10.canvas->canvasClear(6);
复制代码

清空第 6 行及下方全部文字，清除上一轮状态，避免新旧文字重叠残影。

五、电平与车辆动作对照表



六、完整运行流程
设备上电，初始化主板、语音模块，等待语音芯片加载完成；
初始化倒置屏幕、创建画布，录入 5 条小车语音口令；
麦克风持续监听唤醒词 “你好小新”；
唤醒后说出对应语音口令，四路 IO 同步输出对应电平驱动电机，屏幕同步显示运行文字；
循环自动清空屏幕文字，持续等待下一条语音指令。

Mind+图形编程

实验场景图与视频记录

【【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之TT马达双路差速智能小车方案二号M底盘#行空板K10 #人工智能 #自制机器人 #语音识别控制 #DIY小车】

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