【花雕动手做】K10实验之人工智能调用语音合成（TTS）...

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

主打：人工智能模块




语音合成相关说明

辅助：屏幕显示相关积木



LED控制模块

知识点：行空板 K10 离线语音合成（TTS）介绍
1、底层方案
依托 ESP-SR 语音套件内置esp-tts轻量化离线语音合成引擎，无需 WiFi 联网，文字本地实时转人声，依托板载喇叭直接发声。
2、功能能力
仅支持中文汉字、数字、常用标点朗读；内置小新、小乐两种人声音色；提供 0–5 级语速调节；支持短句、长文本流式合成播放，自带停顿逻辑。
3、硬件配套
板载集成扬声器，无需外接音频设备；共用芯片 PSRAM 内存资源，与离线语音识别 ASR 存在内存抢占冲突，二者无法同时运行，同时初始化会内存报错、设备反复重启。
4、资源占用
单独运行 TTS 仅占用约 3MB PSRAM，程序运行稳定；若搭配屏幕、传感器，内存余量会进一步缩减，不建议叠加 AI 视觉模型。
5、开发形式
Mind + 提供图形化语音合成积木，底层封装规避指针崩溃问题；也可调用playText.h底层库手写代码，仅推荐纯播报场景使用。
6、适用场景
设备状态语音播报、文字朗读、交互提示、温湿度 / 数字信息语音输出；适合不需要语音指令识别、仅单向发声的项目。
7、短板
无英文朗读能力；人声存在轻微机械拼接感，自然度弱于云端 TTS；无法和离线语音识别共存，有双向语音交互需求只能选用联网在线语音方案。

【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之人工智能调用语音合成（TTS）模块
实验开源代码

// 引入离线语音识别&语音合成头文件，封装了ASR语音相关所有接口
#include "asr.h"
// 引入行空板K10整机驱动库，包含屏幕、RGB、喇叭、总线等硬件操作
#include "unihiker_k10.h"

// 实例化行空板硬件总控对象，所有板载外设操作都依赖该对象
UNIHIKER_K10 k10;
// 实例化语音处理对象，封装语音识别、离线语音合成播报接口
ASR          asr;
// 屏幕方向参数：2代表默认正向显示，可修改1/2/3/4切换屏幕旋转角度
uint8_t      screen_dir=2;

// 上电初始化函数，仅上电执行一次
void setup() {
        // 初始化行空板底层硬件总线、电源、外设基础驱动
        k10.begin();

        // 初始化语音模块
        // 参数1:CONTINUOUS 持续收音模式；参数2:CN_MODE 中文语音模式；参数3:6000 音频缓存时长6000ms
        asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 6000);

        // 阻塞等待语音模块初始化完成
        // _asrState=0代表未就绪，循环每100ms检测一次状态，就绪后跳出循环
        while(asr._asrState == 0){delay(100);}

        // 设置语音合成播报语速，数值范围0~5，数字越大朗读速度越快，2为中等语速
        asr.setAsrSpeed(2);

        // 根据指定方向初始化LCD屏幕驱动
        k10.initScreen(screen_dir);
        // 创建画布对象，所有文字、图形绘制都需要画布承载
        k10.creatCanvas();
        // 设置画布全局背景色，0xFFFFFF为纯白色
        k10.setScreenBackground(0xFFFFFF);

        // 在画布第4行绘制红色文字：行空板K10系列实验
        // 参数说明：文字内容、行号、RGB颜色值0xFF0000=红色
        k10.canvas->canvasText("行空板K10系列实验", 4, 0xFF0000);
        // 在画布第6行绘制蓝色文字：语音合成
        k10.canvas->canvasText("         语音合成", 6, 0x0000FF);
        // 将画布缓存内容刷新到物理屏幕，不调用则画面不会更新显示
        k10.canvas->updateCanvas();
}

// 主循环函数，初始化完成后无限循环执行
void loop() {
        // 调用离线语音合成，喇叭朗读中文文本：行空板K10系列实验
        asr.speak("行空板K10系列实验");
        // 第8行绘制黑色文字，覆盖/更新提示文本
        k10.canvas->canvasText("行空板K10系列实验", 8, 0x000000);
        // 刷新屏幕显示最新文字
        k10.canvas->updateCanvas();
        // 阻塞延时5000毫秒（5秒），暂停程序运行
        delay(5000);

        // 语音合成朗读数字字符串123456789
        asr.speak("123456789");
        // 第10行绘制深绿色提示文字
        k10.canvas->canvasText("朗读：123456789", 10, 0x003300);
        // 刷新屏幕
        k10.canvas->updateCanvas();
        // 阻塞延时4000毫秒（4秒）
        delay(4000);
}
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代码解读
一、头文件与全局对象区

#include "asr.h"

#include "unihiker_k10.h"

// 创建对象

UNIHIKER_K10 k10;

ASR          asr;

uint8_t      screen_dir=2;

#include "asr.h"
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行空板内置语音库，同时包含离线语音识别 ASR + 离线语音合成 TTS两套功能，asr对象既能收音识别指令，也能调用speak()文字播报。

#include "unihiker_k10.h"
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行空板 K10 整机硬件驱动库，统一管理屏幕、喇叭、RGB、总线等全部外设。

UNIHIKER_K10 k10;
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硬件总控实例，所有屏幕、灯光操作都依靠这个对象。

ASR asr;
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语音功能实例，负责初始化语音模块、调节语速、文字朗读。

screen_dir=2
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屏幕旋转参数，2 是默认正向显示，可修改 1/2/3/4 切换横竖屏、翻转画面。

二、setup () 上电初始化函数（仅上电运行 1 次）

void setup() {

        k10.begin();

        asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 6000);

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

        asr.setAsrSpeed(2);

        k10.initScreen(screen_dir);

        k10.creatCanvas();

        k10.setScreenBackground(0xFFFFFF);

        k10.canvas->canvasText("行空板K10系列实验", 4, 0xFF0000);

        k10.canvas->canvasText("         语音合成", 6, 0x0000FF);

        k10.canvas->updateCanvas();

}
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逐行逻辑：

k10.begin();
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初始化主板底层硬件，打开 I2S 音频、SPI 屏幕总线、供电电路。

asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 6000);
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启动语音底层引擎：
CONTINUOUS：持续收音模式（语音识别功能开启）；
CN_MODE：中文模式；
6000：音频缓存 6000 毫秒。

while(asr._asrState == 0){delay(100);}
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阻塞等待语音模块加载完成：_asrState=0代表未就绪，每 100ms 循环检测，语音模型加载完毕才跳出循环。

asr.setAsrSpeed(2);
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设置语音合成播报语速，范围 0~5，数字越大读得越快，2 为标准中等速度。

k10.initScreen(screen_dir);
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按照设定方向初始化 LCD 屏幕驱动。

k10.creatCanvas();
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创建绘图缓冲区（画布），所有文字、图形先画在缓存里，再统一刷新到屏幕。

k10.setScreenBackground(0xFFFFFF);
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设置画布背景纯白色。
canvasText(文字, 行号, 颜色)
在指定行数绘制文字：
第 4 行红色：行空板 K10 系列实验；
第 6 行蓝色：语音合成。

updateCanvas();
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把画布缓存内容刷新到实体屏幕，不执行该函数，文字不会显示。

三、loop () 无限循环主逻辑（上电初始化后持续循环）

void loop() {

        asr.speak("行空板K10系列实验");

        k10.canvas->canvasText("行空板K10系列实验", 8, 0x000000);

        k10.canvas->updateCanvas();

        delay(5000);

        asr.speak("123456789");

        k10.canvas->canvasText("朗读：123456789", 10, 0x003300);

        k10.canvas->updateCanvas();

        delay(4000);

}
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四、单次循环完整流程：
asr.speak("行空板K10系列实验");
调用离线 TTS 语音合成，喇叭读出括号内中文，阻塞执行，朗读完成才会执行下一行代码。
在屏幕第 8 行输出黑色文字，标记当前朗读内容。
刷新屏幕显示文字。
delay(5000) 阻塞等待 5 秒。
语音播报数字123456789。
屏幕第 10 行深绿色文字提示当前朗读数字。
刷新屏幕，阻塞等待 4 秒，随后进入下一轮循环。

Mind+图形编程

实验场景图与视频记录