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乐鑫科技wifiESP32-LyraTD-SYNA使⽤指南

乐鑫科技wifiESP32-LyraTD-SYNA使⽤指南 1.ESP32-LyraTD-SYNA 是⼀款基于乐鑫科技wifi ESP32 芯⽚的乐鑫⾳频开发板，搭配 Synaptics DSP 芯⽚，具有声学回声消除 (Acoustic Echo Cancelation，AEC) 功能，适⽤于语⾳识别和语⾳唤醒等应⽤场景，可⽆损编码/解码 WAV、MP3、AAC、FLAC、OPUS 和 OGG 等多种⾳频⽂件格式。该开发板还⽀持连接到亚⻢逊的 AVS (Alexa 语⾳服务)、⾕歌的 Dialogflow 和 GVA（⾕歌语⾳助⼿）服务。 1.1. ESP32-LyraTD-SYNA 乐鑫科技wifiESP32-LyraTD-SYNA 的核⼼组件包括⼀个 ESP32-WROVER-B 蓝⽛/Wi-Fi 模组、⼀个具有双⻨克⻛阵列（利于降噪、回波消除）的数字信号处理器 (DSP) 以及⼀个编解码器 (CODEC),其中包含两对具有⾼采样率的数字模拟转换器 (DAC) 和模拟数字转换器 (ADC)。图 1-1. ESP32-LyraTD-SYNA 1.2. 硬件资源 1. USB 电源插⼝为整个系统提供电源。建议使⽤电源适配器供电，保证供电稳定。 2. ESP32-WROVER-B 模组乐鑫科技wifiESP32-WROVER-B 模组是⼀款功能强⼤的通⽤型 Wi-Fi/双模蓝⽛通信模组，适⽤范围⼴泛，主要⾯向低功耗传感器⽹络和语⾳编码/解码、⾳乐流及运⾏语⾳助⼿客户端SDK 等⼀系列要求较⾼的应⽤场景。 3. CX20921 DSP CX20921 是⼀款双核远场语⾳输⼊处理器，⽀持智能语⾳源拾取 (SSP) 降噪、语⾳控制、语⾳搜索、⽹络电话、声学回声消除 (AEC) 等多种功能。该⾳频 DSP 主要⽤于唤醒词检测，可以从两个外部⻨克⻛捕获⾳频数据。 4. CX20721 编解码器 CX20721 是⼀款集成了 D 类 AudioSmart 的⾳频编解码器，每个通道 2.8W。 5. CP2102N USB-UART 桥接器升级版 CP2102 芯⽚，可⽀持 USB 到 UART 的转换。注意： CP2012N 芯⽚的设计与 CP2012 略有不同。 6. USB 通信端⼝通⽤ USB 通信端⼝，⽤于 PC 端和 ESP32 模组的通信。 7. 板载⻨克⻛有两种连接⽅式，板载以及与 MIC-IN 接⼝连接。 8. MIC-IN ⻨克⻛接⼝⽀持两个外部⻨克⻛。 9. FPC 连接器连接主板与⼦板，其中⼦板集成了⻨克⻛阵列、按钮和 LED 指示灯等设备。 10.⽿机插孔⽤于连接⽿机，通过编解码器输出⾳频。 11.扬声器输出端⼝可通过编解码器⽀持两个外部扬声器。 12.按钮六个按钮各负责不同功能，例如：RST、BOOT、PLAY、VOL+/-、MUTE 等。 2.1. 软件准备 1. 安装 Flash 下载⼯具 Linux/macOS/Windows ⽤户可使⽤“终端”烧录固件。更多详情，请⻅ ESP-IDF ⼊⻔指南。 Windows ⽤户也可以使⽤ Flash 下载⼯具烧录固件。 2. 下载固件请根据 Alexa SDK 在 Github ⻚⾯上的指示操作：https://github.com/espressif/esp-vasdk。 3. 调试⼯具请根据您的具体开发环境，选择合适的串⼝监视器/控制台，波特率为 115200。 4. App 配⽹为了保证 Alexa 的运⾏，您必须将 Alexa 的证书信息提供给 LyraTD-SYNA 开发板，并完成⽹络设置（Wi-Fi ⽤户名和密码）。 • ⾕歌商店：https://play.google.com/store/apps/details?id=com.espressif.provbleavs • iOS 商店：https://apps.apple.com/us/app/esp-alexa/id1464127534 2.2. 硬件准备 • 1 x PC（建议使⽤ Linux 操作系统） • 1 x ESP32-LyraTD-SYNA • 2 x Micro USB 线缆（⼀根为 USB 供电） • 1 x 扬声器或1 x ⽿机 2.3. 烧录固件本⽂档介绍了如何在 Windows 操作系统中烧录固件。其他操作系统上的步骤，请前往 GitHub 上的 ESP-VA-SDK 仓库查看。 2.3.1. 安装驱动请使⽤ Micro-USB 线缆将开发板连接⾄您的 PC，并安装 USB-UART 桥接器驱动。 2.3.2. 烧录 ESP32 图 2-1. Flash 下载⼯具 • 请根据 GitHub ⻚⾯中的步骤编译 esp-va-sdk 示例。 • 编译完成后，您将获得 3 个⼆进制⽂件：bootloader.bin、partitions.bin 及 alexa.bin。 • Flash 下载⼯具的⽤户，请根据以下步骤烧录 bin ⽂件： 1. 运⾏ Flash 下载⼯具，并选择“ESP32 Download Tool”（ESP32 下载⼯具），如图 2-1 所示。 2. 接着将出现以下界⾯，如图 2-2 所示。图 2-2. ESP32 下载⼯具 3. 根据下表为各 bin ⽂件设置地址，如图 2-3 所示。 Bin ⽂件地址功能 bootloader.bin 0x1000 基本配置 partitions.bin 0x8000 基本配置 alexa.bin 0x10000 ⾳频应⽤图 2-3. 下载配置 4. 按照图 2-3 对 Flash 下载⼯具进⾏配置，具体选择“SPI SPEED”（SPI 速度）为“80 MHz”；选择“SPI MODE”（SPI 模式）为“DIO”；选择“FLASH SIZE”（flash ⼤⼩）为“128 Mbit”。 5. 选择 PC 端使⽤的 COM ⼝；选择波特率为“1152000”。 6. 点击“START”（开始）按钮，开始下载固件。 7. 等待下载完成。如图 2-4 所示。图 2-4. 下载固件 2.4. ⽹络配置 2.4.1. Wi-Fi 联⽹ 1. 固件烧录完成后，请按下 EN 按钮重启开发板。 2. ⾸次配⽹流程如下： • 打开⼿机蓝⽛。打开乐鑫 Alexa 编程应⽤程序，并点击“Provision New Device”（配置新设备）。确保您的⼿机已经联⽹。图 2-5. 配置新设备 • 这⾥，我们采⽤了 BLE（低功耗蓝⽛）配⽹。在 Android ⼿机系统中，应⽤程序在使⽤ BLE 功能必须获得访问位置的权限。因此，请在弹出消息时点击允许。 • 接着，您可以看到待配⽹设备列表，即“ESP-Alexa-WXYZ”。选择您希望配⽹的设备。图 2-6. 待配⽹设备列表 • 登陆您的亚⻢逊账号。图 2-7. 登陆亚⻢逊账号 • 成功登陆和授权后，您将看到周边 Wi-Fi ⽹络列表。选择您希望连接的 Wi-Fi ⽹络，输⼊该 Wi-Fi ⽹络的密码，并点击 “provision”（配⽹）按钮。图 2-8. 可⽤ Wi-Fi ⽹络图 2-9. 输⼊密码配⽹成功连接⾄ Wi-Fi ⽹络后，DSP 和 Alexa 将完成初始化，并开始等待语⾳命令。 2.5. 互动功能 2.5.1. 语⾳识别 • ⼀旦完成所有初始化，设备即准备就绪。您可以使⽤开发板上的“PLAY”（开始）按钮（“轻触说话”）或说出唤醒词“Alexa”开始对话。在使⽤“轻触说话”功能时，请按下后松开按钮，然后开始说话。 • 部分⽀持的语⾳命令包括： - Tell me a joke.（讲个笑话。） - How is the weather?（天⽓如何？） - Will it rain today?（今天下⾬吗？） - Sing a song.（播放⼀⾸歌。） - Play TuneIn radio.（打开 Tuneln ⼴播。） - Set volume level to 7.（将⾳量调到 7。） 2.5.2. 按钮 • “PLAY”（开始）按钮可⽤于控制“轻触说话”功能，也可⽤于关闭警报/定时器。 • “Vol+”和“Vol-”按钮可⽤于调整⾳量。请不断点击这两个按键，直⾄达到您希望的⾳量。 • “Mute”（静⾳）按钮可⽤于静⾳/取消静⾳。 • 恢复出⼚设置，请同时按下“Vol+”和“Vol-”按钮，并保持⼤约 10 秒。乐鑫科技wifi原理图

产品描述

1.ESP32-LyraTD-SYNA 是⼀款基于乐鑫科技wifi ESP32 芯⽚的乐鑫⾳频开发板，搭配 Synaptics DSP 芯
⽚，具有声学回声消除 (Acoustic Echo Cancelation，AEC) 功能，适⽤于语⾳识别和语⾳
唤醒等应⽤场景，可⽆损编码/解码 WAV、MP3、AAC、FLAC、OPUS 和 OGG 等多种⾳
频⽂件格式。该开发板还⽀持连接到亚⻢逊的 AVS (Alexa 语⾳服务)、⾕歌的 Dialogflow
和 GVA（⾕歌语⾳助⼿）服务。

1.1. ESP32-LyraTD-SYNA
乐鑫科技wifiESP32-LyraTD-SYNA 的核⼼组件包括⼀个 ESP32-WROVER-B 蓝⽛/Wi-Fi 模组、⼀个具
有双⻨克⻛阵列（利于降噪、回波消除）的数字信号处理器 (DSP) 以及⼀个编解码器
(CODEC),其中包含两对具有⾼采样率的数字模拟转换器 (DAC) 和模拟数字转换器 (ADC)。

乐鑫科技wifi ESP32-LyraTD-SYNA

图 1-1. ESP32-LyraTD-SYNA

1.2. 硬件资源
1. USB 电源插⼝
为整个系统提供电源。建议使⽤电源适配器供电，保证供电稳定。
2. ESP32-WROVER-B 模组
乐鑫科技wifiESP32-WROVER-B 模组是⼀款功能强⼤的通⽤型 Wi-Fi/双模蓝⽛通信模组，适⽤范围
⼴泛，主要⾯向低功耗传感器⽹络和语⾳编码/解码、⾳乐流及运⾏语⾳助⼿客户端SDK 等⼀系列要求较⾼的应⽤场景。
3. CX20921 DSP
CX20921 是⼀款双核远场语⾳输⼊处理器，⽀持智能语⾳源拾取 (SSP) 降噪、语⾳控制、语⾳搜索、⽹络电话、声学回声消除 (AEC) 等多种功能。该⾳频 DSP 主要⽤于唤醒词检测，可以从两个外部⻨克⻛捕获⾳频数据。
4. CX20721 编解码器
CX20721 是⼀款集成了 D 类 AudioSmart 的⾳频编解码器，每个通道 2.8W。
5. CP2102N USB-UART 桥接器
升级版 CP2102 芯⽚，可⽀持 USB 到 UART 的转换。
注意：
CP2012N 芯⽚的设计与 CP2012 略有不同。
6. USB 通信端⼝
通⽤ USB 通信端⼝，⽤于 PC 端和 ESP32 模组的通信。
7. 板载⻨克⻛
有两种连接⽅式，板载以及与 MIC-IN 接⼝连接。
8. MIC-IN ⻨克⻛接⼝
⽀持两个外部⻨克⻛。
9. FPC 连接器
连接主板与⼦板，其中⼦板集成了⻨克⻛阵列、按钮和 LED 指示灯等设备。
10.⽿机插孔
⽤于连接⽿机，通过编解码器输出⾳频。
11.扬声器输出端⼝
可通过编解码器⽀持两个外部扬声器。
12.按钮
六个按钮各负责不同功能，例如：RST、BOOT、PLAY、VOL+/-、MUTE 等。

2.1. 软件准备
1. 安装 Flash 下载⼯具
Linux/macOS/Windows ⽤户可使⽤“终端”烧录固件。更多详情，请⻅ ESP-IDF ⼊⻔指
南。
Windows ⽤户也可以使⽤ Flash 下载⼯具烧录固件。
2. 下载固件
请根据 Alexa SDK 在 Github ⻚⾯上的指示操作：https://github.com/espressif/esp-vasdk。
3. 调试⼯具
请根据您的具体开发环境，选择合适的串⼝监视器/控制台，波特率为 115200。
4. App 配⽹
为了保证 Alexa 的运⾏，您必须将 Alexa 的证书信息提供给 LyraTD-SYNA 开发板，并
完成⽹络设置（Wi-Fi ⽤户名和密码）。
• ⾕歌商店：https://play.google.com/store/apps/details?id=com.espressif.provbleavs
• iOS 商店：https://apps.apple.com/us/app/esp-alexa/id1464127534

2.2. 硬件准备
• 1 x PC（建议使⽤ Linux 操作系统）
• 1 x ESP32-LyraTD-SYNA
• 2 x Micro USB 线缆（⼀根为 USB 供电）
• 1 x 扬声器或1 x ⽿机

2.3. 烧录固件
本⽂档介绍了如何在 Windows 操作系统中烧录固件。其他操作系统上的步骤，请前往
GitHub 上的 ESP-VA-SDK 仓库查看。

2.3.1. 安装驱动
请使⽤ Micro-USB 线缆将开发板连接⾄您的 PC，并安装 USB-UART 桥接器驱动。

2.3.2. 烧录 ESP32

ESP32-LyraTD-SYNA flash 下载工具

图 2-1. Flash 下载⼯具

• 请根据 GitHub ⻚⾯中的步骤编译 esp-va-sdk 示例。
• 编译完成后，您将获得 3 个⼆进制⽂件：bootloader.bin、partitions.bin 及
alexa.bin。
• Flash 下载⼯具的⽤户，请根据以下步骤烧录 bin ⽂件：
1. 运⾏ Flash 下载⼯具，并选择“ESP32 Download Tool”（ESP32 下载⼯具），如图
2-1 所示。
2. 接着将出现以下界⾯，如图 2-2 所示。

ESP32 下载⼯具

图 2-2. ESP32 下载⼯具
3. 根据下表为各 bin ⽂件设置地址，如图 2-3 所示。
Bin ⽂件地址功能
bootloader.bin 0x1000 基本配置
partitions.bin 0x8000 基本配置
alexa.bin 0x10000 ⾳频应⽤

下载配置

图 2-3. 下载配置
4. 按照图 2-3 对 Flash 下载⼯具进⾏配置，具体选择“SPI SPEED”（SPI 速度）为“80
MHz”；选择“SPI MODE”（SPI 模式）为“DIO”；选择“FLASH SIZE”（flash ⼤⼩）
为“128 Mbit”。
5. 选择 PC 端使⽤的 COM ⼝；选择波特率为“1152000”。
6. 点击“START”（开始）按钮，开始下载固件。
7. 等待下载完成。如图 2-4 所示。

下载固件

图 2-4. 下载固件

2.4. ⽹络配置 2.4.1. Wi-Fi 联⽹ 1. 固件烧录完成后，请按下 EN 按钮重启开发板。 2. ⾸次配⽹流程如下： • 打开⼿机蓝⽛。打开乐鑫 Alexa 编程应⽤程序，并点击“Provision New Device”（配置新设备）。确保您的⼿机已经联⽹。

图 2-5. 配置新设备
• 这⾥，我们采⽤了 BLE（低功耗蓝⽛）配⽹。在 Android ⼿机系统中，应⽤程序在使⽤ BLE 功能必须获得访问位置的权限。因此，请在弹出消息时点击允许。
• 接着，您可以看到待配⽹设备列表，即“ESP-Alexa-WXYZ”。选择您希望配⽹的设备。

待配⽹设备列表

图 2-6. 待配⽹设备列表

• 登陆您的亚⻢逊账号。

登陆亚⻢逊账号

图 2-7. 登陆亚⻢逊账号

• 成功登陆和授权后，您将看到周边 Wi-Fi ⽹络列表。选择您希望连接的 Wi-Fi ⽹络，输⼊该 Wi-Fi ⽹络的密码，并点击 “provision”（配⽹）按钮。

可⽤ Wi-Fi ⽹络

图 2-8. 可⽤ Wi-Fi ⽹络

输⼊密码

图 2-9. 输⼊密码

配⽹成功连接⾄ Wi-Fi ⽹络后，DSP 和 Alexa 将完成初始化，并开始等待语⾳命令。

2.5. 互动功能
2.5.1. 语⾳识别
• ⼀旦完成所有初始化，设备即准备就绪。您可以使⽤开发板上的“PLAY”（开始）按钮
（“轻触说话”）或说出唤醒词“Alexa”开始对话。在使⽤“轻触说话”功能时，请按下后松
开按钮，然后开始说话。
• 部分⽀持的语⾳命令包括：
- Tell me a joke.（讲个笑话。）
- How is the weather?（天⽓如何？）
- Will it rain today?（今天下⾬吗？）
- Sing a song.（播放⼀⾸歌。）
- Play TuneIn radio.（打开 Tuneln ⼴播。）
- Set volume level to 7.（将⾳量调到 7。）
2.5.2. 按钮
• “PLAY”（开始）按钮可⽤于控制“轻触说话”功能，也可⽤于关闭警报/定时器。
• “Vol+”和“Vol-”按钮可⽤于调整⾳量。请不断点击这两个按键，直⾄达到您希望的⾳量。
• “Mute”（静⾳）按钮可⽤于静⾳/取消静⾳。
• 恢复出⼚设置，请同时按下“Vol+”和“Vol-”按钮，并保持⼤约 10 秒。

乐鑫科技wifi原理图

乐鑫科技wifi