联网智能定时语音提醒类设备解决方案
- 中英双语报时
- 西敏寺钟声
- 音乐报时
- 至少50组独立闹钟
- 节假日/工作日等模式
- U盘/TF卡铃音播放
- 单首/循环/随机等播放模式
- 中英日文Web配置
- 方案概述
- 硬件设计
- 接口协议
- 参考设计
- 生产&厂测
- 功能说明
- 常见问题
- 更新履历
- 资料下载
该方案以联网校时、灵活闹钟策略、音频播放与 Web 配置为核心，功能完整、上手快、配置简单。
适用于需要"统一时间管理"、“定时提醒/打铃”、“分时段语音播报"的各类场景。
例如：
①学校/培训机构：教室作息铃、课程切换提醒、法定节假日自动适配
②工厂/车间：上下班/班次打铃、特定时段安全或生产提示
③医院/养老院：护理轮班、用药/活动时间提醒
④办公室/零售门店：会议/午休/营业时间广播
⑤其他：考场铃声、体育场馆分时播报、宗教场所礼拜提醒等
提供核心模块，供批量用户进行二次开发。用户可参照官方方案快速设计自有产品，在保证功能完整性的同时，进一步降低成本并缩短开发周期。
我们提供详尽的技术支持，任何问题均可拨打网站页脚电话，或添加微信（iottimer-com）咨询。
功能结构拓扑图
产品整体功能结构如上图所示。
以 CWTNU22 核心模组为核心，负责网络连接、NTP 校时、闹钟/报时逻辑、UART 输出等复杂业务处理。
用户仅需根据实际需求，设计音频功放、显示界面及大功率控制等外围部分，即可快速构建完整产品，大幅降低开发难度和周期。
各部分职责划分
- CWTNU22 核心模组: 由我们提供。负责 Wi-Fi 联网、NTP 授时、闹钟/报时策略、铃音调度、UART 协议输出等核心功能。
- 音频播放部分: 参照我们提供的原理图、BOM 和参考设计实现。包括音频解码、DAC 输出等，用户可直接沿用或微调。
- 功放电路: 用户根据输出功率、场景需求自行设计（如内置小功率功放或仅输出线路级音频外接专业功放）。
- RTC 实时时钟: 支持多种常见 RTC 芯片，用户根据掉电保持需求和精度选择型号，通过I2C与核心模组连接。
- MCU + 显示部分: 用户自定义。MCU 通过 UART 接收核心模组的 1秒4帧协议数据，解析后驱动 LCD/OLED/数码管等显示时间、闹钟状态、Wi-Fi 图标等内容。
- 大功率控制: 用于驱动 220V 外接功放、铃铛、灯光等大功率设备。可直接用核心模组IO输出控制信号，也可通过用户MCU解析协议后输出更复杂的控制逻辑。
产品硬件设计注意事项
我们提供了 CWTNU22 核心模组的参考原理图，供用户在二次开发时参考。下面重点说明硬件设计中的关键注意事项。
1. 供电设计
①核心模组供电
-推荐电压：3.3V（稳定范围 3.0V ~ 3.6V）
-静态电流：约 20 mA 以下
-峰值电流：Wi-Fi 联网/传输时可达 450 ~ 500 mA（建议电源至少提供 600 mA 以上裕量，避免掉线或重启）
-建议：使用 LDO,靠近模组加 10 μF + 0.1 μF 去耦电容。
②音频播放部分供电
-支持 3.3V ~ 5V 供电
-5V 供电时需串联M7二极管进行降压（参考核心板原理图做法），以保护内部芯片
-典型电流：待机/系统铃音 ≈ 15 ~ 20 mA；插入 U 盘时 ≈ 40 ~ 60 mA
③功放电路供电（用户自行设计）
-功放 IC 通常采用 5V 或更高电压（如 TPA31xx 系列常用 5 ~ 24V）
-电流需求较大（静音几 mA，满功率可达数百 mA 至数 A），需独立供电并与核心模组隔离，避免噪声耦合
-建议：功放电源与数字电路分开，使用电感或 LC 滤波抑制高频干扰。
④MCU部分（用户自行设计）
建议选用3.3V 系统 MCU（与 CWTNU22 核心模组 UART 电平直接匹配，无需额外电平转换）。
MCU 主要负责解析核心模组的 UART 协议（115200bps，每秒4帧），驱动显示屏实现内容显示。
⑤ 其他外围电路供电（用户自行设计）
-显示屏（TFT / OLED / 数码管等）：根据选型估算电流，建议留 30%~50% 余量。
-大功率控制（继电器 / 外部功放等）：电流波动较大，需独立供电并留足余量，避免压降或过载。
-总体建议：整机采用单路输入 + 多路稳压分配，根据实际电路留好电源余量，确保供电稳定。
2. 核心模组外围电路
| 编号 | 名称 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|
1 | RST | 复位 | 低电平有效复位，上电需保持高电平 |
2 | NC | — | 悬空、不连接 |
3 | EN | 使能 | 高电平正常工作，上电需保持高电平 |
4 | KEY | 按键输入 | 低电平有效：长按进入配网模式、短按一次语音报时、上电时按住进入工厂测试模式 |
5 | SCL | I²C 时钟 | 连接 RTC 芯片，需外接 10kΩ 上拉电阻 |
6 | SDA | I²C 数据 | 连接 RTC 芯片，需外接 10kΩ 上拉电阻 |
7 | UART0_RX | UART0 接收 | 连接音乐解码模块 TX 引脚 |
8 | VCC | 电源正极 | 3.3V 供电 |
9 | GND | 电源负极 | — |
10 | UART0_TX | UART0 发送 | 连接音乐解码模块 RX 引脚，上电需保持低电平 |
11 | UART1_TX | UART1 发送 | 连接用户 MCU 的 UART RX，用于发送时间、闹钟、状态等信息，上电需保持高电平 |
12 | BOOT | 烧录控制 | 上电需保持高电平（正常启动） |
13 | SP_POWER | 音频电源控制 | 播放时输出高电平，用于控制音频电路电源 |
14 | PLAY_STATUS | 播放状态输出 | 播放期间输出高电平，可控制外部功放开关 |
15 | SP_BUSY | 播放忙检测输入 | 连接音频播放芯片 BUSY 引脚，用于判断是否正在播放 |
16 | 1PPS | 秒脉冲输出 | 每秒产生一个上升沿（高电平脉宽约 100ms），用于精确时间同步 |
| 编号 | 名称 | 上电电平 |
|---|---|---|
1 | RST | 高 |
3 | EN | 高 |
10 | UART0_TXID | 低 |
11 | UART1_TXID | 高 |
12 | BOOT | 高 |
核心模组设计请参考原理图，重点关注引脚上电电平要求。
UART1_TXID（11脚） 连接外部MCU，要求上电后必须保持高电平。
多数MCU的GPIO在上电初期呈浮空输入，且通常先于模组完成上电与初始化。为避免模组误采样低电平导致异常启动，强烈建议：
-在模组侧UART1_TXID引脚加装10kΩ上拉电阻至3.3V
-MCU固件初始化时，切勿将对应引脚配置为输出低电平
3. 音乐解码参考电路
音乐解码部分采用KT404C芯片。
原理图中展示了音乐芯片的基本外围电路、音频输出、TF卡座、USB接口（支持U盘播放）、以及用于存储系统音频参数的Flash芯片电路。
完整原理图及KT404C芯片手册请参见本页面最下方下载链接。
PCB布线时特别要注意USB的信号线要做差分等长设计
该芯片支持双声道输出，分别对应DACL（左声道）和DACR（右声道）。
Flash芯片型号为25Q128，量产前需提前烧录固件（固件后续会提供）。
虽然兼容大部分25Q128型号，但为降低风险，建议优先选用开发验证时使用的厂家型号；如需更换Flash生产厂家，必须完成充分验证后再进行批量生产。
为提升系统稳定性、防止音乐芯片异常死机，同时有效降低待机功耗，建议采用上图所示的电源控制方案——仅在需要播放音乐时才给音乐解码电路供电。强烈建议在产品设计中保留此部分电源控制电路。
4. 音频功放电路
示例采用8002音频功放芯片，用户可根据实际需求取消或重新设计功放部分。
音乐芯片输出为双声道信号，若选用单声道功放芯片，建议先将左右声道通过阻容网络混合后再接入功放输入端。
示例中使用核心模块SP_POWER引脚与音乐芯片的SP_BUSY忙信号进行功放通断控制。
当功放功率较大时，建议使用核心模块的PLAY_STATUS引脚控制功放使能。
5. RTC实时时钟
支持的RTC型号及关键特性对比如下表所示：
| 编号 | RTC型号 | 晶振类型 | 走时补偿 | 备注 / 选型建议 |
|---|---|---|---|---|
1 | BL5372 | 外置晶振 | 支持 | 核心板默认使用型号，低功耗，支持数字校时；需注意晶振及负载电容匹配以确保精度 |
2 | RS5C372 | 外置晶振 | 支持 | 与BL5372 pin-to-pin及寄存器完全兼容，可直接互换 |
3 | BM8563 | 外置晶振 | 不支持 | 性价比高，功耗低；需匹配晶振及负载电容，精度依赖外围元件调试 |
4 | RX8010 | 内置晶振 | 不支持 | 无需外接晶振，免调试；官方标称25℃下每月偏差约±1分钟，适合简化设计场景 |
5 | RX8025 | 内置晶振 | 不支持 | 市面流行型号，功耗极低；但翻新/假货较多，采购时建议选择正规渠道并验证真伪 |
6. MCU + 显示部分
这部分的电路及程序由用户根据具体产品需求自行设计开发，例如：
-使用数码管（LED）显示时间/状态/闹钟等信息；
-采用字符型/图形型液晶屏（LCD/OLED/TFT等）进行更丰富的界面展示；
-或其他自定义显示方案。
MCU通过串口（UART）接收CWTNU22核心模组发送的状态、播放、时间等数据，解析协议数据包并驱动对应的显示器件，实现实时更新。
MCU工作电压建议采用3.3V，以确保与CWTNU22核心模组的IO电平完全匹配，避免电平转换电路带来的额外成本和潜在问题。
我们提供有配套的液晶屏显示模组方案（含详细硬件原理图及参考固件示例程序）。
客户可参考示例程序中的协议解析与处理逻辑，有效缩短开发周期。
注：示例程序仅供参考使用。
INFO 信息输出接口
CWTNU22核心模组通过UART接口(UART1_TX)传输相关信息，目前UART参数固定，无法修改。
该接口主要用于扩展显示功能，可输出时间、闹钟状态等信息。即使不使用该接口，系统也能正常工作。
1. UART参数
- 波特率: 115200
- 校验位: 无
- 数据位: 8bit
- 停止位: 1bit
- 帧间隔: 100毫秒
- 发送周期: 1秒
- 最大帧长: 200Byte
2. 通讯帧格式
3. 帧类型说明
4. 系统信息帧
5. 时间信息帧
6. 闹钟信息帧
7. 状态信息帧
8. 传输时序
- 每秒第0毫秒开始连续发送4帧，顺序固定(时间信息帧、状态信息帧、系统信息帧、闹钟信息帧)
- 帧与帧之间间隔 ≈ 100 ms
- 接收端必须满足：单帧（接收 + 解析 + 处理）总耗时 < 100 ms − 帧自身时长
9. 帧数据示例
1. 时间信息帧:5A A5 07 03 0D 00 02 26 02 25 03 17 22 47 E7 2F 9F 69 01 09
- 校验码: 0x0307
- 长度: 0x000D
- 帧类型: 0x02
- BCD时间: 26 02 25 03 17 22 47表示2026-02-25 3 17:22:47
- 时间戳: 0x699F2FE7 对应1772040167
- 农历: 01 09 对应 正月初九
2. 状态信息帧:5A A5 CF 03 0E 00 04 00 8F C0 A8 C7 9F 00 00 00 60 00 00 00 00
- 校验码: 0x03CF
- 长度: 0x000E
- 帧类型: 0x04
- 网络状态1: 0x8F00:已经设置wifi、AP热点未创建、wifi未扫描、路由器连接成功、NTP同步成功
- 网络状态2: 0x9FC7A8C0 对应IP:192.168.199.159
- 按键状态: 0x00 未按下
- 播放状态1: 0x00 没有播放 铃音未丢失
- 播放状态2: 0x6000 未播放时无意义
- 播放状态3: 0x00 未播放时无意义
- 播放状态4: 0x00 未播放时无意义
- 播放状态5: 0x0000 未播放时无意义
3. 系统信息帧:5A A5 79 02 17 00 01 00 00 40 00 00 30 2E 31 2E 31 00 00 00 00 00 00 00 00 61 33 65 39 00 00
- 校验码: 0x0279
- 长度: 0x0018
- 帧类型: 0x01
- 工作模式: 0x00:正常模式
- 标志位(U盘): 0x4000&0x8000:未插入
- 标志位(TF卡): 0x4000&0x4000:已插入
- 标志位(RTC状态): 0x4000&0x2000: 正常
- 标志位(密钥登录): 0x4000&0x1000: 未开启
- 标志位(设置页访问): 0x4000&0x0800: 当前未被访问
- 标志位(OTA状态): 0x4000&0x0600: 未开始
- 标志位(厂测状态): 0x4000&0x00C0: 未开始
- 标志位(时制): 0x4000&0x0020: 24小时制
- OTA进度: 0x00: 工作模式==3时才有意义
- 厂测进度: 0x00: 工作模式==2时才有意义
- 软件版本号: 30 2E 31 2E 31 00 对应0.1.1
- 新版本号: 00 00 00 00 00 00 无新版本号
- 语言: 0x00 中文简体
- ID号: 61 33 65 39 00 对应a3e9
- RTC型号: 0x00 无RTC
4. 闹钟信息帧:5A A5 98 01 0E 00 03 13 22 45 00 84 4B 00 00 11 00 24 08 01 00
- 校验码: 0x0198
- 长度: 0x000E
- 帧类型: 0x03
- 闹钟数: 0x13: 当前19个有效闹钟
- 下个响铃闹钟时间: 22 45 00 对应22:45:00
- 响铃倒计时: 0x00004B84 还有19332秒闹钟会响铃
- 播放音量: 0x11: 音量17级
- 其他设置(闹钟模式): 0x2400&0xE000 每周
- 其他设置(铃音存储): 0x2400&0x1800 系统铃音
- 其他设置(播放模式): 0x2400&0x0400 单次提醒
- 其他设置(跳过法定节假日): 0x2400&0x0200 不跳过
- 其他设置(跳过法定工作日): 0x2400&0x0100 不跳过
- 其他设置(铃音文件夹编号): 0x2400&0x00F0 播放TF/U盘中的铃音才有意义
- 铃音ID: 08 播放TF/U盘中的铃音才有意义
- 播放次数/时长: 0x0001 播放1次
我们提供了2种功能板（音乐闹钟核心板、CWTNU22评估测试板）和一个显示模组，具体信息见下方描述。
本页面设计资料仅供用户参考学习，旨在帮助用户快速上手并进行二次开发。
1. 音乐闹钟核心板
参考设计资料：(见资料下载页面)
-原理图
-完整项目（立创EDA工程）
如需要封装和BOM，请自行从工程中导出。
2. CWTNU22评估测试板
评估板依照方案概述中的功能结构拓扑图进行硬件布局划分，便于清晰理解电路各部分的功能。
具有以下特点:
①测试座设计: 评估板采用邮票孔探针座，方便快速替换核心模组，进行模组功能的测试验证。
②多型号RTC支持: 板载4种RTC型号，通过跳线帽选择，方便用户评估测试不同型号的性能。
③支持烧录: 自带Type-C程序烧录接口，可直接烧录核心模组固件。
注意事项:
①烧录跳线帽: 自动烧录电路部分共有4个跳线帽，烧录完成后请将跳线帽全部取下，以免影响其他功能正常使用。
②RTC型号选择跳线帽: RTC电路部分共有4组排针，分别对应4种RTC型号（详见板上丝印），每次只能选择其中一种使用。
参考设计资料：(见资料下载页面)
-原理图
3. 显示模组(1.77寸液晶)
我们提供了1.77英寸TFT液晶显示模组（分辨率128×160，ST7735驱动），MCU型号GD32E230F8P6TR。
可搭配 CWTNU22 核心板使用，实现时间、闹钟及其他基本信息的显示。
功能概述
- 显示内容: 日期、时间、闹钟数量、WIFI状态、播放状态、闹钟响铃倒计时等
- 支持语言: 根据系统设置的语言，自动切换中文、英文、日文显示
- 显示主题: 支持8种主题配色
- 按键SW1: 短按循环调节亮度
- 按键SW2: 短按显示内网IP,双击切换显示主题
参考设计资料：(见资料下载页面)
-原理图
-液晶模组参考代码
1. 生产注意事项
1.1. 器件采购
-CWTNU22核心模组：
默认发货为最新版本（软件变更记录详见更新履历）。如需指定旧版本，请提前与我们沟通确认，在【信息&升级】页面查看当前软件版本号。
-KT404C音乐解码芯片：
采购时务必向供应商确认芯片的校验码，当前推荐/验证通过的校验码为 2CFE。不同批次或厂家可能存在差异，使用非匹配校验码可能导致音乐播放异常。
-25Q128 Flash芯片：
强烈建议优先选用开发验证阶段使用的生产厂家及具体型号（如Winbond、Macronix等常见品牌）。若需更换厂家，必须先完成充分的功能验证（包括固件烧录、音乐播放稳定性等），确认无异常后再进行批量采购和生产，以避免兼容性风险。
1.2. 生产准备
-烧录25Q128：
使用烧写器将音频固件（见资料下载）烧录至Flash芯片后，再进行贴片生产。
音频固件容量接近16M，推荐使用CH347芯片的下载器；若批量较大，建议委托专业烧录厂家进行烧录。
2. 厂测流程
2.1. 需要测试的功能
产品完成生产组装后，需进行出厂功能测试，以确保各核心模块正常工作。主要验证以下项目：
-显示功能：通电后检查屏幕是否正常点亮、显示内容清晰完整、无明显坏点或异常。
-联网功能：验证核心模组的Wi-Fi射频性能是否正常。（注：模组出厂前已100%测试通过，但为防止组装及后续制程异常，仍需整机阶段复测。）
-RTC实时时钟（如产品带有此功能）：断电后验证时间是否持续走时，上电后检查时间记忆与读取是否正确。
-音频及存储相关功能：
-测试扬声器/音频输出口是否能正常出声
-验证系统铃声、提示音是否可正常播放
-检查TF卡读取电路是否正常（可被识别+正常播放）
-检查USB电路是否正常（可识别U盘+正常播放）
2.2 厂测准备工作
① Wi-Fi (2.4G) 测试准备：
-SSID：“iottimer”
-密码：“12345678”
建议优先使用路由器的访客网络热点（手机热点通常支持连接设备数量较少，稳定性稍差）。
② TF 卡准备：
在 TF 卡根目录下创建文件夹 “10”，文件夹内放置以 “001_xx” 命名的音频文件（至少包含 001 开头的文件）。
③ U 盘准备：
在 U 盘根目录下创建文件夹 “10”，文件夹内放置以 “001_xx” 命名的音频文件（建议与 TF 卡音频内容不同，便于区分播放是否正确）。
2.3 推荐厂测流程
① 插入 TF 卡和 U 盘至对应接口。
② 按住功能按键 + 给产品上电：
-设备进入厂测模式，
-系统语音播报：“参数已全部恢复出厂”
-此时所有参数已恢复为出厂默认值。
③ 短按功能按键 → 进入「联网测试」：
-设备自动连接 “iottimer” 热点进行 NTP 网络对时
-对时成功后将时间写入 RTC
-成功 / 失败 均有语音提示
④ 再次短按功能按键 → 进入「TF 卡播放测试」：
-自动播放 TF 卡中 “10” 文件夹内的 “001_xx” 音频
⑤ 再次短按功能按键 → 进入「U 盘播放测试」：
-自动播放 U 盘中 “10” 文件夹内的 “001_xx” 音频
⑥ 断电等待一段时间后再次上电，验证时间是否正常：
若产品无 RTC 功能，则跳过此步
-可短按按键听语音报时，或通过显示屏查看当前时间
-用于确认 RTC 是否具备断电保持时间功能及走时准确性
-断电时长建议：
• 仅验证是否记住时间 → 断电 1 分钟以上即可
• 验证外置晶振走时精度 → 建议断电 24 小时以上
注意事项：
-厂测流程支持中途断电。例如仅需恢复出厂设置，听到语音播报后即可断电。
-厂测各步骤状态均通过系统信息帧输出，客户端可解析后在显示屏上呈现对应状态或提示。
厂测每步对应的检测项一览
| 步骤 | 测试项目 | 验证功能 | 预期正常结果 | 异常结果 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
② | 系统参数恢复出厂 | 按键触发、语音播报 | 正常进入厂测模式并播报"参数已全部恢复出厂" | 无法进入厂测模式 / 无语音播报 | |
③ | 网络对时功能 | 核心模组联网、NTP 对时、语音播报 | 连接成功并播报对时成功 | 对时失败 / 无语音提示 | 依赖 2.4G Wi-Fi 和热点可用性 |
④ | TF 卡读及音频播放 | TF 卡检测、音频解码播放 | 正常播放 001 编号音频 | 无法播放 / 无声音 | |
⑤ | USB 接口及 U 盘播放 | U 盘识别、音频播放 | 正常播放 U 盘 001 编号音频 | 无法播放 / 无声音 | 建议与 TF 卡音频不同以区分 |
⑥ | RTC 时间保持与走时 | RTC 断电保持、时间读取、走时精度 | 断电后时间保持正确并继续走时 | 断电后时间丢失 / 时间错误 | 无 RTC 产品可跳过此项；走时精度测试需较长断电时间 |
功能列表
1. 网络&校时
- Wi-Fi时间同步: 自动校时间隔（1m/5m/1h/24h/关闭）
- 支持主备NTP时间服务器地址(用户自定义)
- 专业级NTP授时客户端算法，可设置网络延迟过滤阈值
- 支持全球时区，可配置自动夏令时
- 支持OTA 远程在线升级功能
- 配置界面采用内置WEB服务，可通过内网IP访问,可设置访问密码
- 支持DHCP和静态IP设置
- 支持修改自身MAC地址
2. 闹钟
- 至少可设置50组独立闹钟
- 内置多首铃音、30级音量设置
- 支持U盘/TF卡铃音播放
- 支持多种闹钟模式: 单次/星期计划/月计划/法定工作日/法定节假日
- 播放模式支持指定铃音/随机单首/文件夹循环/文件夹随机
- 可设定播放时长/播放次数/生效时间
- 法定节假日列表自动从网络获取(支持中、日地区)，支持用户自定义
3. 报时
- 整点/半点/15分钟/45分钟播报，可分别设定不同模式
- 报时模式支持：语音播报/西敏寺钟声/自定义铃音
- 语音播报支持音色选择(中文x2、英文x1)，支持12/24时制
- 报时计划可选时间点计划、星期计划，可叠加跳过节假日
- 支持正式播报前提示铃音设置
- 支持30级独立音量设置
4. 其他功能
- 设置界面支持简体中文/繁体中文/英语/日语
- 支持自动重启，可设置自动重启时间
- 可将手机或电脑时间同步到时钟
- 可设置RTC硬件偏差补偿 (RTC型号为BL5372T支持)
部分功能项详细说明
绝大部分设置项可通过界面直观理解，少数特殊设置项在此结合界面进行详细说明。
注: 因软件升级优化，部分页面显示可能存在差异。
常见问题
1. 走时精度如何？
2. 如何确定网络配置已成功？
3. 对时时刻点？
4. 无法连接路由器
5. 路由连接 正常模式/持续连接模式的区别？
6. 如果厂家服务器停止维护，会影响设备的正常使用吗？
7. 如何恢复出厂设置?
8. 如何使用认证登录功能？
9. 如果需要大功率功放该如何设计？
10. 如何进行配网，使用说明该怎么编写？
升级说明
目前暂不提供自动推送功能。如需升级，请通过网页端自行操作：【工具】→【设备升级】
更新履历
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1.0.x - 2026-02-26
第一个版本
