WTK6900P在低成本智能家居中的应用：ESOP8封装最小系统设计

信息摘要：

很多做智能家居产品的工程师都有过这种经历，想给一个几十块钱的开关面板加上语音控制，翻了一圈方案发现要么要外挂MCU，要么要独立功放，电路板越画越大，物料成本也跟着上去。WTK6900P这颗芯片的出现，让低成本智能家居的语音控制有了一个真正极简的落地路径。本文从最小系统设计的角度，讲清楚用WTK6900P搭一套能用的语音识别电路，到底需要哪些东西，怎么画原理图，以及新手最容易踩的几个坑。

一、为什么低成本智能家居适合用WTK6900P

先说结论，如果你的产品满足下面这几个条件，WTK6900P基本就是最省心的选择。词条数量在15条左右就够用，识别距离2米以内足够，电路板空间紧张，对物料成本敏感。

智能开关面板、小夜灯、晾衣架、小家电这类产品，本来功能就简单，用户也就是喊一句打开灯光、关闭灯光。这种场景下，根本不需要上复杂的多芯片方案。

WTK6900P的几个特点正好对上了这些需求。它是ESOP8或者SOP8封装，整颗芯片比指甲盖还小，8个引脚。内置32位CPU处理器，语音识别算法、音频解码算法都跑在芯片内部。最关键是它内置了0.5瓦的D类功放，不用再外接功放芯片就能直接推喇叭。工作电压2.4V到5.0V，休眠电流只有5微安，工作电流14毫安，电池供电的产品也能用。

换句话说，一颗芯片加一个麦克风加几个阻容，就能让一个普通开关面板开口说话、听懂指令。这就是最小系统的意义。

二、ESOP8最小系统到底需要哪些东西

很多人一听语音识别芯片就觉得外围电路很复杂，其实WTK6900P的最小系统非常干净。一套能跑起来的电路，核心物料就这几样。

第一是芯片本体，WTK6900P-8S。

第二是麦克风。数据手册推荐驻极体麦克风型号JMO-627BA283R-10TC38，这是经过原厂验证的型号，灵敏度一致性有保障。麦克风直接接芯片的MIC相关引脚，芯片内部已经集成了MIC偏置电压输出，不用额外给麦克风供电电路。

第三是少量阻容元件。VCC和VOUT这两个电源脚，必须靠近芯片1厘米以内各接一个106电容到地，回路不能拉太长。这是整个电路里最不能马虎的地方，后面避坑部分会细说。

第四是喇叭。因为芯片内置0.5瓦D类功放，直接接一个8欧姆0.5瓦的小喇叭就行，不需要任何功放芯片。如果产品对音量要求高，也可以从音频输出脚外接功放。

第五是电源。2.4V到5.0V的宽电压范围，直接用产品的主电源供电即可，大多数情况下不需要额外的稳压器件。

你看，没有外接MCU，没有独立功放，没有Flash芯片，没有复杂的电源管理。这就是最小系统该有的样子。

三、8个管脚分别干什么

WTK6900P-8S一共8个功能引脚，加上底部一个散热焊盘接GND，定义非常清晰。

管脚1是P23，输入输出脚，PWMN输出脚，可以拿来驱动蜂鸣器或者做PWM控制。

管脚2是P22，输入输出脚，PWMP输出脚。

管脚3是VCC，电源正极，接2.4V到5.0V。

管脚4是VOUT，电源输出，是芯片内部的LDO输出3.3V，专门给外围的IO和MIC供电用。

管脚5是P26，输入输出脚，接MICLDO，也就是麦克风供电。

管脚6是P25，输入输出脚，接MICN，麦克风负端。

管脚7是P24，输入输出脚，接MICP，麦克风正端。

管脚8是P00或者P06，输入输出脚，负责串口通信和固件下载。这个脚上电的时候必须保持高电平，否则芯片可能起不来。

底部散热焊盘是GND，焊接时要可靠接地，既能保证信号地完整，也能帮助芯片散热。

四、两套最小系统方案怎么选

数据手册给了两种参考设计，画原理图之前一定要先想清楚用哪种，因为两种方案的麦克风接法不一样。

第一种是不带单片机发码控制的外围电路。这种方案适合纯语音触发场景，比如识别到打开灯光就直接通过PWM脚或者IO脚去控制继电器。它采用差分MIC设计，不具备串口接收功能。电路最简单，物料最少。

第二种是带单片机发码控制的外围电路。这种方案适合需要MCU协同的产品，比如识别到指令后，MCU还要去干别的事。它采用单端MIC设计，具备串口发送和接收功能。多了一颗MCU，但灵活性高很多。

两者的核心区别就在麦克风设计方式上，差分和单端不能混用，画错了识别率会直接垮掉。

五、以智能开关面板为例搭一套最小系统

光说原理太虚，我们用最常见的智能开关面板走一遍。

唤醒词设成小蜂管家，识别成功后播报我在。命令词设成打开灯光、关闭灯光、调亮灯光、调暗灯光、调到黄光、调到白光、调到自然光。这一套词条覆盖了一个调光开关面板的全部语音交互，数量正好在15条以内，完全在WTK6900P的能力范围内。

如果不需要语音播报，也可以只让芯片在识别到指令后通过串口发出对应的数据帧，由MCU去执行动作。标准词条对应的串口输出数据帧是这样的，比如唤醒词识别成功，芯片对外输出7E 06 FF 06 01 01 0D EF，打开灯光对应7E 06 FF 06 01 02 0E EF。MCU收到这些数据帧，解析词条ID就能知道用户说了什么。

通讯用的是标准UART异步串口，3.3V TTL电平，数据格式是起始位1位、数据位8位、无校验位、停止位1位。数据帧结构是起始码7E加长度加扩展码加命令码加词条ID加校验和加结束码EF，长度是指长度到校验和的总字节数，校验和是长度到词条ID累加和的低字节。

六、结语

低成本智能家居的语音控制，难点从来不在算法，而在怎么用最少的物料把功能做出来。WTK6900P的ESOP8最小系统，本质上就是告诉工程师，你不需要那么多外围芯片，一颗WTK6900P加一个麦克风加几个阻容，就能让产品开口说话。

把电源电容放对位置，把串口电平处理好，把MIC方案定清楚，这套最小系统就能稳定跑起来。对于预算卡得紧、空间塞不下的智能家居产品来说，这已经是一个经过验证的成熟路径了。

本文标签：WTK6900P、离线语音识别、ESOP8、最小系统、智能家居、语音芯片