基于凌阳单片机的语音控制小车---毕业设计 - 副本
基于凌阳单片机的语音控制小车
摘要
声音控制功能是凌阳单片机的一个特色，通过这个功能更能够实现普通单片机无法实现的一些任务，本设计是通过凌阳单片机的语音处理功能实现语音控制小车的前进和方向，并让小车作出相应的回答，设计系统主要包括三大部分，其中两部分为硬件部分：凌阳单片机的小系统，包括I/O端口、DAC转换、ADC转换等等；另一部分是控制板部分，用于控制电机的旋转方向；第三部分为软件部分。
关键词：语音控制小车；声控；小车；SPCE061A
Based on Ling Y ang monolithic integrated circuit's voice control car
Abstract
The phonic control function is a Ling Y ang monolithic integrated circuit's characteristic, suffices some duties which through this function realizes the ordinary monolithic integrated circuit to be unable to realize, this design is realizes the voice control car's advance and the direction through the Ling Y ang monolithic integrated circuit's pronunciation processing function, and lets the car make the corresponding reply, the design system mainly includes three major parts, two parts for hardware part: The Ling Y ang monolithic integrated circuit's small system, including the I/O port, DAC transforms, ADC transformation and so on; Another part is the control panel part, uses in controlling electrical machinery's hand of rotation; The third part is the software part.
Key word: V oice control car；V oice control；Car；SPC061A
目录
1 引言 (1)
2方案论证 (2)
2.1方案论证 (2)
3语音控制小车设计要求 (3)
3.1功能要求 (3)
3.2备注 (3)
3.2.1 参数说明 (3)
3.2.2 注意事项 (3)
3.3扩展功能 (3)
4 凌阳芯片的介绍 (4)
4.1SPCE061A芯片的特点及其功能 (4)
4.2SPCE061A芯片内核结构 (5)
5硬件系统设计 (6)
5.1系统的总体方案 (6)
5.1.1 16位微处理器芯片的外围结构 (6)
5.261板的各部分硬件模块 (7)
5.2.1 麦克录音输入及AGC电路 (7)
5.2.2 数摸转换电路 (7)
5.2.3 按键，LED和复位电路 (8)
5.2.4 电源电路 (8)
5.2.5 下载线接口电路和在线调制电路 (9)
5.2.6 16位微处理器的连接电路 (9)
5.3车体介绍 (10)
5.4小车的行走原理 (10)
5.5控制电路原理板 (11)
5.6控制电路原理 (12)
5.6.1 后轮电机驱动电路原理 (12)
5.6.2 前轮电机驱动电路原理 (13)
6 系统软件设计 (14)
6.1系统主程序设计流程图 (14)
6.2语音识别 (15)
7硬件制作及系统调试 (17)
7.1硬件制作 (17)
7.2调试和下载程序 (17)
7.3调试小车 (17)
7.4初试小车 (17)
7.5重新调试 (18)
结束语 (19)
致谢 (20)
参考文献 (21)
附录
附录1 电路原理图（61板）
附录2 电路原理图（控制板）
附录3 元件清单
附录4 PCB图
附录5 小车图片
附录6 主控制源程序
基于凌阳单片机的语音控制小车
1 引言
语音控制技术是一门新兴技术，可以通过语音直接控制电子产品，摆脱了遥控器的束缚。由于其固有的特性，语音技术一诞生，就成为时尚和智能化的标志。在汽车行业、家电行业更是有替代以往各种电器控制式的趋势，给人们的生活带来了极大的便利。在国内，现在运用声控主要体现在安防、家电、玩具等领域。主要是通过单片机及其外接设备实现的。由于语音技术不止包括简单的录音和播放，而且其中涉及到语音压缩和编码解码，对于单片机的计算能力和存储能力有较高的要求，通过普通的单片机只能满足基本的语音计算，而且要在单片机外围扩展很多设备，对于成本是一种很大的浪费。随着语音技术的发展，普通单片机更加无法满足了，所以单片机技术的发展，计算位数的扩展更是变得迫在眉睫。本设计尝试采用凌阳新推出的一款具有语音功能的单片机来达到语音控制小车的功能，对比以往普通单片机，该单片机确实使整个系统极大地简化。
2 方案论证
2.1 方案论证
方案一：采用MCS-51系列中的80C51单片机。以80C51为控制核心，利用声控传感器和专门的语音处理芯片也比较多，像ISD系列、PM50系列等,并采用桥式驱动电路来实现对小车的前进转向进行控制,并能够做出应答的功能。80C51 是一款八位单片机，应用范围广,价格便宜是其最大优点。由于80C51单片机的闪存(FLASH)只有8K,且无法内置DAC电路,必须通过外围电路实现。但语音是一门新兴的技术,不止包括语音的录制和播放,包括语音的压缩,编码和解码,和语音的识别,这些都要进行大量的计算, 如果80C51来实现较为困难。
方案二：采用凌阳SPCE061A十六位单片机，对小车的整个行驶过程进行实时监控，完成所有功能需要24个I/O口，由于凌阳SPCE061A单片机提供32个I/O口，一片即可实现所有功能，这为设计过程提供了极大方便。其主要设计思想是利用单片机的IOB8-IOB11控制电机选择小车的正、反向来控制小车的前进后退和转向；凌阳SPCE061A十六位单片机提供了丰富的时基信源和时基中断，给设计者以大量的选择空间，并给设计者提供精确的时基计数，其加减速通过大功率电阻消耗功率来实现。这种方案可以使程序简单，易于控制。
方案三：此方案也采用凌阳SPCE061A十六位单片机，与第二种方案不同之处在于利用单片机的IOB8、IOB9产生控制调速的脉宽和控制小车的正、反行驶，用凌阳SPCE061A十六位单片机的TimeA和TimeB很容易实现脉宽调制，这大大加强了用脉宽调制控制加减速的可选性，但对继电器要求较高，不是大众化设计。
综合以上论述,方案一应用范围广价格便宜但难以实现语音控制；方案二应用范围一般价格略高但能很好实现语音控制；方案三能实现语言控制但对继电器要求较高不是大众化设计。采用方案二,能实现控制且可以使整个设计具备系统简洁,结构清晰,外围设备少等优点，故采用方案二。
3 语音控制小车设计要求
3.1 功能要求
可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能；配合SPCE061A 的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能；可以在行走过程中声控改变小车运动状态；在超出语音控制范围时能够自动停车。
3.2 备注
3.2.1 参数说明
车体：双电机两轮驱动；供电：电池（四节AA：1.2V×4 或 1.5V×4）；工作电压：DC4V~6V；工作电流：运动时约200mA。
3.2.2 注意事项
由于语音信号在压缩过程存在误差，所以在训练小车时应保障周围环境的安静，以免被噪声干扰，影响语音的识别；在小车运动过程中，切勿用外力强制使驱动轮停止这样很容易造成电流过大烧毁电机和电子元件。
3.3 扩展功能
由于凌阳单片机的功能强大,不止具备语音识别等功能,还可以在外围电路上添加一些传感器,可以实现避障,寻迹等功能。
4 凌阳芯片的介绍
4.1 SPCE061A芯片的特点及其功能
SPCE061A是凌阳研发生产的一款十六位单片机，该芯片具有语音功能，可以容易地实现语音的录放，因为该芯片拥有8路10位精度的ADC（模数转换电路），其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。在硬件上完全可以满足语音录入功能的要求，另外芯片有2路10位精度的DAC（数模转换电路）,只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。
SPCE061A的集成开发环境类似于KEIL软件,简单易懂。支持一套自己的指令系统,该指令系统包含标准的C语言,而且可以C语言和汇编语言(该语言是凌阳单片机自己特有的。类似于C语言,很容易掌握)联合调用。提供语音录放的库函数,只要懂得利函数的调用,就可以简单的实现语音的识别播放,省去了语音的录入和压缩，方便了芯片用户的操作。语音压缩方面,SPCE061A也有专门的语音压缩软件,操作也很简单。
SPCE061A特性：
16位μ’nsp微处理器；
工作电压：内核工作电压VDD为 3.0~3.6（CPU），I/O口工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/O)；
CPU时钟：0.32MHz~49.152MHz；
内置2K字SRAM；
内置32K闪存ROM；
可编程音频处理；
晶体振荡器：32768Hz实时时钟；
系统处于备用状态下（系统时钟暂停），耗电小于 2μA@3.6V；
2个16位可编程定时器/计数器TMR0,TMR1(可自动预置初始计数值)；
2个10位DAC(数模转换)输出通道；
32位通用可编程输入/输出端口；
14个中断源可来自定时器A/B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；具备触键唤醒的功能；
使用凌阳音频编码SACM_S240方式（2.4K位/秒），能容纳210秒的语音数据；
锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；
通道10位电压模数转换器(ADC)和单通道声音模数转换器；
声音AD转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能；
具备串行设备接口；
低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；
内置在线仿真板(ICE In- Circuit Em ulator)接口。
4.2 SPCE061A芯片内核结构
（1）16位数据总线和22位数据总线
（2）算术逻辑单元AUL：16位算术逻辑运算，带移位操做的算术逻辑运算，16位X16位乘法和内积运算。
（3）通用型寄存器R1~R4：在unSP CPU（ISA1.1）中，集成了一组（4个）16位通用寄存器：R1~R4。
（4）数据运算或传送的源及目标寄存器
（5）配对组成一个32位的乘法结果寄存器MR
（6）配对组成一个32位的内积结果寄存器MR
（7）专用型寄存器：堆栈指针寄存器SP，基址指针寄存器BP（R5），程序计数器PC，段寄存器SR。
CS：代码选择字段DS：数据选择字段C：进位标志位
Z：零标志位N：负标志位S：符号标志位
5 硬件系统设计
5.1 系统的总体方案
系统原理框图如图5-1所示。主要由主控元件凌阳SPCE061A单片机（属于凌阳u’nSP?系列产品的一个16位结构的微控制器）和电机驱动控制组成。其次包括音频输入输出电路等其它外围电路组成。在电机驱动采用全桥驱动技术，利用四个I/O端口实现两个电机的正转、反转和停三态控制。
图5-1 系统原理框图
5.1.1 16位微处理器芯片的外围结构
61板是以凌阳16位单片机SPCE016A为核心的CPU内核采用μ’nSP （Microcontrollerand Signal Processor）16位微处理器芯片（以下简称unSP）。围绕unSP 所形成的16位unSP系列单片机采用的是模块式集成结构，以unSP内核为中心，集成不同规模得ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。如5-2图所示。
图5-2 芯片外围结构
5.2 61板的各部分硬件模块
5.2.1 麦克录音输入及AGC电路
麦克风电路如图5-3所示。凌阳的SPCE061A是16位单片机，具有DSP功能，有很强的信息处理能力，最高时钟可达到49M，具备运算速度高的优势等等，这为语音的播放、录放、合成及辨识提供了条件。本系统接入MIC电路如图所示，MIC为录制语音辨识命令服务。
图5-3 麦克风输入电路
5.2.2 数摸转换电路
凌阳SPCE061A单片机自带双通道DAC音频输出，DAC1、DAC2转换输出的模拟量电流信号分别通过AUD1和AUD2管脚输出，DAC输出为电流型输出，所以DAC 输出经过SPY0030音频放大，以驱动喇叭放音，放大电路如图5-4(只列出DAC1,DAC2类似)，这为单片机的音频设计提供了极大方便。在它们后面接一个简单的音频放大电路和喇叭即可实现语音播报功能。
D
A
C
1
DAC
图5-4 数模转换电路
5.2.3 按键，LED和复位电路
此电路主要是对电源和睡眠指示作用以及复位重新训练小车等作用如图5-5所示。V
5LED RESET
图5-5(a) 按键电路图5-5(b) LED电路图5-5(c) 复位电路
5.2.4 电源电路
电源电路总共产生7个电源输出分别作为不同电路模块的电源，让各个模块工作时不会受到相互影响，如图5-6所示。
220
图5-6 电源电路
5.2.5 下载线接口电路和在线调制电路
此电路主要是下载程序代码和在线调试程序，为其那片机提供灵魂。如图5-7所示。
S T O R B E
EZ-PROBE
PROBE
图5-7 下载调制电路
5.2.6 16位微处理器的连接电路
微处理电路即其小系统电路如图5-8所示，也是整个设计的核心部分，此单片机是16位单片机具有强大的处理功能，外部的其它信息由其处理后在传出，以达到控制效果。
图5-8 微处理电路
5.3 车体介绍
语音控制小车为四轮结构。其中前面两个车轮由前轮电机控制，在连杆和支点作用下控制前轮左右摆动，来调节小车的前进方向。在自然状态下，前轮在弹簧作用下保持中间位置。后面两个车轮由后轮电机驱动，为整个小车提供动力。所以又称前面的轮子为方向轮，后面的两个轮子为驱动轮。
5.4 小车的行走原理
直走：由小车的结构分析，在自然状态下，前轮在弹簧作用下保持中间状态，这是只要后轮电机正转小车就会前进。
倒车：倒车动作和前进动作刚好相反，前轮电机仍然保持中间状态，后轮电机反转，小车就会向后运动。如图5-9所示。
(a) 前进 (b) 后退
图5-9 小车前进后退示意图
左传：前轮电机逆时针（规定为正转），后轮电机正转，这时小车就会在前后轮共同作用下朝左侧前进。
右转：前轮电机反转，后轮电机正转，这时小车就会在前后轮共同作用下朝右侧前进，如图5-10所示。
(a) 左转 (b) 右转
图5-10 小车左右转示意图
5.5 控制电路原理板
控制板主要包括：接口电路、电源电路和两路电机的驱动电路，控制板原理图如图5-11所示。
接口电路：接口电路负责将61板的I/O接口信号传送给控制电路板，I/O信号主要为控制电机需要的IOB8~IOB11这四路信号，同时为了方便后续的开发和完善，预留了
IOB 12~IOB 15以及IOA 8~IOA 15接口，可以在这些接口上添加一些传感器。
电源部分：整个小车有4个电源信号：电池电源，控制板工作电源，61板工作电源，61板的I/O 输出电源。系统供电由电池提供，控制板直接采用电池供电（VCC ），然后经二极管D 1后产生61板电源SPCE 061A 在语音控制小车中的应用（VCC _61），通过61板的Vio 跳线产生61板的端口电源（V 1）。
图5-11 控制板原理图
5.6 控制电路原理
5.6.1 后轮电机驱动电路原理
动力驱动由后轮驱动实现，负责小车的直线向运动，包括前进和后退，后轮驱动电路是一个全桥驱动电路，Q 1、Q 2、Q 3、Q 4四个三极管组成四个桥臂，Q 1和Q 4组成一组，Q 2和Q 3组成一组，Q 5 控制Q 2、Q 3 的导通与关断，Q 6控制Q 1和Q 4的导通与关断，而Q 5、Q 6由IOB 9和IOB 8 控制，这样就可以通过IOB 8和IOB 9控制四个桥臂的导通与关断控制后轮电机的运行状态，使之正转反转或者停转，进而控制小车的前进和后退。
当IOB 8为高电平、IOB 9为低电平时Q 1和Q 4导通，Q 2和Q 3截止，后轮电机正转，小车前进；反之当IOB 8为低电平、IOB 9为高电平时Q 1和Q 4截止，Q 2和Q 3导
通，后轮电机反转，小车倒退；而当IOB8、IOB9同为低电平时Q1、Q2、Q3和Q4都截止，后轮电机停转，小车停止运动。
注意：IOB8和IOB9不能同时置高电平，这样会造成后轮驱动全桥短路现象。
5.6.2 前轮电机驱动电路原理
方向控制由前轮驱动实现，包括左转和右转，前轮驱动电路也是一个全桥驱动电路，Q7、Q8、Q9、Q10四个三极管组成四个桥臂，Q7和Q10组成一组，Q8和Q9组成一组，Q11控制Q8、Q9的导通与关断，Q12控制Q7和Q10的导通与关断，而Q11、Q12 由IOB10和IOB11控制，这样就可以通过IOB10和IOB11控制前轮电机的正转和反转，进而控制小车的左转和右转。
当IOB10为高电平、IOB11为低电平时Q8 和Q9 导通，Q7 和Q10截止，前轮电机正转，车前轮朝左偏转；反之当IOB10为低电平、IOB11为高电平时Q8和Q9截止，Q7和Q10导通，前轮电机反转，车前轮朝右偏转；而当IOB10、IOB11同为低电平时Q8和Q9截止，Q7和Q10也截止，前轮电机停转，在弹簧作下前轮被拉回到中间位置，保持直向。
注意：IOB10、IOB11不能同时为高电平，这样会造成前轮驱动全桥的桥臂短路。
6 系统软件设计6.1 系统主程序设计流程图
图6-1 主程序框图
此系统主要分为四大部分：初始化部分、训练部分、识别部分、重训操作。
初始化部分：初始化操作将IOB8~IOB11设置为输出端，用以控制电机。必要时还要有对应的输入端设置和PWM端口设置等。
训练部分：训练部分完成的工作就是建立语音模型。程序一开始判断小车是否被训练过，如果没有训练过则要求对其进行训练，并且会在训练成功之后将训练的模型存储到Flash，在以后使用时不需要重新训练；如果已经训练过会把存储在Flash 中的模型调出来装载到辨识器中。
识别部分：在识别环节当中，如果辨识结果是名字，停止当前的动作并进入待命状态，然后等待动作命令。如果辨识结果为动作指令小车会语音告知相应动作并执行该动作，在运动过程中可以通过呼叫小车SPCE061A在语音控制小车中的应用的名字使小车停下来。
重训操作：考虑到有重新训练的需求，设置了重新训练按键（61 板的KEY3），循环扫描该按键，一旦检测到此键按下，则将擦除训练标志位（0xe000 单元），并等待复位。复位后，程序重新执行，当检测到训练标志位为0xffff 时会要求重新对其进行训练。
6.2 语音识别
语音识别主要分为“训练”和“识别”两个阶段。在训练阶段，单片机对采集到的语音样本进行分析处理，从中提取出语音特征信息，建立一个特征模型；在识别阶段，单片机对采集到的语音样本也进行类似的分析处理，提取出语音的特征信息，然后将这个特征信息模型与已有的特征模型进行对比，如果二者达到了一定的匹配度，则输入的语音被识别。语音识别的具体流程如图6-2所示。
图6-2 语音识别流程框图
单片机课程设计题目
《单片机原理与应用》课程设计题目 1．基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个按键，三位数码管显示，打开电源开关后显示8，每秒循环左移一位，即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…，按A键开始计时，实时显示所经历的时间，按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间，要求精确到0.1秒，量程为0～99.9秒。 要求按键输入采用中断方式，按键A接INT0，按键B接INT1。 2．智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转（正转/反转），用一个光敏电阻传感器测量室内光强度，并用两位数码管显示测量结果，设置三个按键：手动/自动切换、手动正转和手动反转，用一个发光二极管显示手动/自动状态，自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关，用于保护百叶窗叶片：当正转到极限位置压下行程开关时，电机停止正转，但还可以反转；当反转到极限位置压下行程开关时，电机停止反转，但还可以正转。 按键输入采用中断方式，按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2（S2 > S1）和实测光强P控制电机M的动作：当P<=S1时，控制M正转以增加进光量； 当P>S2时，控制M反转以减少进光量； 当S1 一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值 随着现代生活水平的不断提高，人们对智能化产品有着巨大的需求，语音智能控制作为简单快捷方便的操作方式得到越来越广泛人们的认可，例如手机智能语音拨号功能，就是很好的例子。随着电子业的发展, 自动化已不再是一 个新鲜的话题, 无人驾驶的小汽车也必将进入实用阶段, 未来驾驶汽车, 不再是只能依靠手动，语音等方式也有可能成为未来汽车的辅助驾驶途径之一。当前电子设计系统已进人了片上系统时代, 语音识别与处理技术在信息技术的人机 接口中得到了普遍关注。语音识别的音控小车作为典型应用之一，简单地诠释了人机一体化的设计思想。其设计理念缩短了人机界面的距离，增强了互动性和智能性，同时使得将信息技术和控制技术引入到车辆的操纵控制中,形成机器智能,使驾驶员的感知、决策和执行能力扩展成为可能。 二、本课题在国内外的研究现状 Bill Gates 在世界计算机博览会(COMDEX)主题演讲会上描绘IT事业的发展宏图时，率先指出：下一代操作系统和应用程序的用户界面将是语音识别。工业界应对语音识别领域的重大突破做好充分准备，因为那将是一场席卷全球的另一次热潮。 据统计部门的数据，至2006年中国汽车保有量已达3500万辆（其中轿车占80%，约2500万辆）,每年仍以30%的速度递增。我国成为了继美国之后的第二大汽车生产和消费大国。汽车行业的迅猛发展也带动了相关配套、服务业的发展。而将功能强大的智能车载信息系统——车载电脑加载到汽车上已经成为欧美、日本等地汽车市场的首选新装备。我国语音智能控汽车产业有着巨大的发展前景。车载电脑给汽车带来了一场信息化的革命，让每辆汽车构建成一个完美的车载信息与娱乐系统终端，包括车载通讯系统、导航系统、数字娱乐系统以及辅助驾驶系统。车载通讯与导航系统主要指GPRS和GPS，让你“轻 车熟路”，而且轻松打电话。 三、课题研究的内容及拟采取的方法 我研究的课题题目是实现语音对小车的智能控制，按照其功能的实现可以划分如下模块：语音输入模块、主控模块（SPCE061A）、电机驱动模块、语 音输出模块、电源模块。语音输入模块实现语音的输入，讲录入的语音作为数据源。主控模块实现对语音的分辨、识别、与存储单元中的指令匹配，发出控制命令。电机模块通过主控模块的控制，对电机发出控制命令。语音输出模块控制发出控制命令相对应的语音。电源模块控制电源的连通。首先对存储器初始化，之后进行录音初始化，进入录音循环中，定时器中断程序控制采样频率，并按时间间隔将采样值送入语音样本队列，录音循环从语音样本队列中获取数据并进行编码，将编码后的数据送入存储器，成为语音资源。在训练过程中，系统调用了语音播放子程序，需要进行播放初始化，进入播放循环中，从语音资源中获取数据，解码，填入播放队列中，定时器中断程序从播放队列中取出数据送到D /A 转换器中，将语音信号送到扬声器中，使得整个训练过程在语音提示下从容进行。 四、课题研究中的主要难点以及解决的方法 1）如何实现对SPCE061A的无线语音接入? SPCE061A 内置MIC 放大电路和AGC 电路, 可很方便地接上MIC 使用。但考虑到小车在运动到距离用户较远的地方时, 无法接收到用户的语音命令, 而 题目基于单片机的语音控制开关设计所在学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1102 班指导教师郑争兵 完成地点物理与电信工程学院实验室 2015年 6月03日 毕业论文﹙设计﹚任务书 院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1102 学生姓名朱楠 一、毕业论文﹙设计﹚题目基于单片机的语音控制开关设计 二、毕业论文﹙设计﹚工作自_2015 _年_ 1__月_10_日起至_2015__年 6 月_ 10 日止 三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物理与电信工程学院实验室 四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求： 智能家居作为一个新生产业，目前处于一个导入期与成长期的临界点，随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。本课题设计语音智能控制开关，具体要求如下： 1. 掌握语音识别的工作原理，使用语音识别芯片完成硬件设计； 2．能实现语音控制开关的开启和关闭； 3. 系统集成，焊接电路板，调试。 成果形式：实验样机一套。 毕业设计进度安排: 1.10─3.20：查阅资料（参考文献不少于10篇），进行方案论证，完成开题报告。完成不少于3000字的外文翻译； 3.20─ 4.30：设计硬件电路，编写相关软件、完成电路仿真及样机调试； 5.1─5.20：完善系统调试，撰写论文，准备毕业设计验收等工作； 5.21- 6.10：整理资料，修改论文，准备毕业答辩。 指导教师系(教研室)通信教研室 系(教研室)主任签名批准日期 接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名 基于单片机的语音智能开关设计 朱楠 （陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中 723003） 指导教师：郑争兵 [摘要]语音识别是解决机器“听懂”人类语言的一项技术。随着语音识别理论研究的深入和数字信号处理软、硬件技术的发展，语音识别技术应用的研究越来越受到人们的关注。智能语音家电控制系统实质上就是一个替代传统手动开关的受声控制的电子开关。此系统以STC11L08XE和LD3320语音芯片为硬件核心,对语音芯片LD3320的信息进行处理，并对开关进行控制，通过LD3320外界的麦克风采集声音信号，再通过LD3320语音芯片进行频谱分析，在提取语音特征，之后和关键词语列表中的关键词进行对比匹配，最后找出得分最高的关键词作为识别结果输出给单片机，单片机进行处理后，再输出信号来控制继电器，再通过继电器来控制开关工作，开关又可实现对电器的控制。语音芯片的功能都是通过单片机控制实现的。最终实现对智能语音开关的控制 [关键词] STC11L08XE单片机语音芯片LD3320 语音识别 Design of intelligent voice switch based on MCU Zhu nan (Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and Tutor:Zheng Zheng bing Abstract： Speech recognition is a technology to solve the machine to understand human language. Along with the research of speech recognition theory and the development of digital signal processing software and hardware technology, The research on the application of speech recognition technology is getting more and more attention.The intelligent speech appliance control system is essentially an electronic switch which replaces the traditional acoustic control with the manual switch. This system LD3320 voice chip and the stc11l08xe as hardware core and the voice chip ld3320 information for processing, and control the switch, through ld3320 external microphone audio signal acquisition, and then through the ld3320 voice chip spectrum analysis, key words in speech feature extraction, and the list of key words contrast matching, finally to find the highest score of the words as recognition results output to the MCU, MCU processing, then the output signal to control the relay, then through the relay to control of the switch, the switch can be to achieve control of the electric appliances. The function of the speech chip is realized by the MCU control. Control of the intelligent speech switch is realized finally. Key words : STC11L08XEMCU LD3320 voice chip Speech recognition 最近想做语音识别玩玩,网上查了查,找到一个用Atmega32实现的语音识别机械车 地址是:https://www.360docs.net/doc/708224289.html,/e ... h8_css34/index.html 貌似是利用带通滤波取得频谱(或者叫功率谱?),看不太懂.我决定用DFT 算法,因为它节约内存 DFT程序借借鉴了 hendry 单片机 DTMF 软解码算法的实现 https://www.360docs.net/doc/708224289.html,/forum.php?m ... &highlight=dtmf //-------------------------------------------------- //DFT运算 //注意，ad是有符号数，无符号的AD值需减128 //返回值为1表示已经计算了功率谱 //-------------------------------------------------- U8 dft(S8 ad) { U8 i; U8 offset;//查表指针 U32 temp; //ad-=128;//去直流分量 for(i=0;i 【最新】单片机课程设计实习报告 单片机课程设计实习报告 实训任务: 做单一灯的左移右移,八个发光二极管l1-l8分别接在单片机的p1.0 p1.2 p1.3┅ p1.7 p1.6 ┅ p1.0亮,重复循环3次.然后左移2次,右移2次,闪烁2次（延时的时间０.2秒）. 一. 实训目的和要求: （1）熟练掌握keil c51集成开发环境的使用方法 （2）熟悉keil c51集成开发环境调试功能的使用和dp?https://www.360docs.net/doc/708224289.html,单片机仿真器.编程器.实验仪三合一综合开发平台的使用. （3）利用单片机的p1口作io口,学会利用p1口作为输入和输出口. （4）了解掌握单片机芯片的烧写方法与步骤. （5）学会用单片机汇编语言编写程序,熟悉掌握常用指令的功能运用. （6）掌握利用protel 99 se绘制电路原理图及pcb图. （7）了解pcb板的制作腐蚀过程. 二.实训器材: pc机（一台）http://shi_i.e_am8/ pcb板（一块） 5_ 电阻（八只） 10k电阻（一只） led发光二极管（八只） 25v 10 f电容（一只） 单片机ic座（一块） at89c51单片机芯片（一块） 热转印机（一台） dp?https://www.360docs.net/doc/708224289.html,单片机仿真器.编程器.实验仪三合一综合开发平台（一台） 三.实训步骤: （1）根据原理图（下图所示）,用导线把单片机综合开发平台a2区的j61接口与d1区的j52接口相连. （2）将流水灯程序编写完整并使用tkstudy ice调试运行. （3）使用导线把a2区j61接口的p1口7个口分别与j52接口的八个led 相连. （4）打开电源,将编写好的程序运用tkstudy ice进行全速运行,看能否实现任务要求. （5）观察运行结果,若能实现功能,则将正确编译过的he_文件通过easypro51编程器写入mcu片内存储器,然后将烧写的芯片a2区的圆孔ic座进行最终实验结果的演示. （6）制板.首先利用protel 99 se画好原理图,根据原理图绘制pcb图,然后将绘制好的pcb布线图打印出来,经热转印机转印,将整个布线图印至pcb板上,最后将印有布线图的pcb板投入装有三氯化铁溶液的容器内进行腐蚀,待pcb板上布线图外的铜全部后,将其取出,清洗干净. （7）焊接.将所给元器件根据原理图一一焊至pcb板相应位置. _3下一页 基于单片机技术的语音控制小车设计基于单片机技术的语音控制小车设计 1 基于单片机技术的语音控制小车设计 1、引言 语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。以往做这方面的设计，一般有两个途径:一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。专门的语音处理芯片也比较多，如ISD 系列、PM50 系列等，但是专门的语音处理芯片功能比较单一，想在语音之外的其他方面应用基本是不可能的。 SPCE061A 是一款 16 位μ'nSP结构的微控制器。该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运算、内积运算等复杂的运算。它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高可以达到 49MHz。 SPCE061A 内嵌 32K 字的 FLASH 程序存储器以及 2K 的SRAM。同时该 SOC 芯片具有 ADC 和 DAC 功能，其 MIC_ADC 通道带有AGC自动增益环节，能够很轻松的将语音信号采集到芯片内部，两路 10 位的电流输出型DAC，只要外接一个功放就可以完成声音的播放。以上介绍的这些硬件资源使得该SPCE061A 能够单芯片实现语音处理功能。 借助于 SPCE061A 的语音特色，“基于单片机技术的语音控制小车设计”实现了对小车前进、后退、左转、右转、停车等语音控制功能. 2、语音控制小车设计要求 2.1 功能要求: 1.可以通过简单的 I/O 操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能; 2.配合 SPCE061A 的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能; 3.可以在行走过程中声控改变小车运动状态; 4.在超出语音控制范围时能够自动停车。 2.2 参数说明 车体:双电机两轮驱动 供电:电池(四节AA:1.2V×4 或 1.5V×4) 工作电压:DC 4V~6V 工作电流:运动时约 200mA 3. SPCE061A特性简介 SPCE061A是一款性价比很高的十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放，该芯片拥有8路10位精度的 ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。两路10位精度的DAC，只需要外接功放(SPY0030A)即可完成语音的播放。该单片机具有一套易学易用的指令系统和集成开发环境，在此环境中，它支持标准 C 语言编程，也支持 基于语音识别的智能小车 摘要 随着计算机技术、模式识别和信号处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。近二三十年来，语音识别在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着越来越广泛的应用。本设计是语音识别在控制领域的一个很好实现，它将原本需要手工操作的工作用语音来方便地完成。 语音识别按说话人的讲话方式可分为孤立词(Isolated Word)识别、连接词(Connected Word)识别和连续语音(Continuous Speech)识别。从识别对象的类型来看，语音识别可以分为特定人(Speaker Dependent)语音识别和非特定人(Speaker Independent)语音识别。本设计采用的识别类型是特定人孤立词语音识别。 本系统分上位机和下位机两大方面。上位机利用PC上MATLAB强大的数学计算能力，进行语音输入、端点监测、特征参数提取、匹配、串口控制等工作，根据识别到的不同语音通过PC串口向下位机发送不同的指令。下位机是单片机控制的一个小车，单片机收到上位机传来的指令后，根据不同的指令控制小车完成不同的动作。 该设计对语音识别的现有算法进行了验证和实现，并对端点检测和匹配算法进行了些许改进。本设计达到了预期目标,实现了所期望的功能效果。 关键词：MATLAB，语音识别，端点检测，LPC，单片机，电机控制 SMART CAR GASED SPEECH RECOGNITION ABSTRACT With the development of computer technology,pattern recognition,signal processing technology and acoustic technology etc, the speech recognition system that can meet the various needs of people is more possible to achieve.The past three decades, the voice recognition in the field of computer, information processing, communications and electronic systems, automatic control has increasingly wide range of applications. Speech recognition by the speaker's speech can be divided into isolated word (Isolated Word) identification, conjunctions (Connected Word) and continuous speech recognition (Continuous Speech) identification. Identifying the type of object from the point of view, the voice recognition can be divided into a specific person (Speaker Dependent) speech recognition and non-specific (Speaker Independent) speech recognition. This design uses the identification type is a specific person isolated word speech recognition. This design is of a good implementation of speech recognition in the control field, it does the work that would otherwise require manual operation by the voice of people easily.This system includes two major aspects:the host system and the slave system. The host system use the MATLAB on the computer which has powerful mathematical computing ability to do the work of voice input, endpoint monitoring, feature extraction, matching, identification and serial control,then it send different commands through the PC serial port to slave system according different recognised voice. The slave system is a car controlled by a single-chip micro-controller.It controls the car do different actions according different instructions received. 语音控制小车用户说明书 目录 一、语音控制小车概述 (3) 1.1 功能简介 (3) 1.2 参数说明 (3) 1.3 注意事项 (3) 二、小车实物 (4) 2.1 车体结构 (4) 2.2 小车实物图 (4) 2.3 动力电机驱动电路 (5) 2.4 方向电机控制电路 (6) 2.5 语音识别原理简介 (6) 三、软件流程 (7) 3.1 主程序流程图 (7) 四、如何使用 (9) 4.1 连接硬件 (9) 5.2 代码下载 (9) 5.3 训练小车 (9) 5.4 声控小车 (10) 5.5 重新训练 (11) 一、语音控制小车概述 1.1 功能简介 语音控制小车综合应用了SPCE061A的众多资源，打破了传统教学中单片机学习枯燥和低效的现状。小车采用语音识别技术，可通过语音命令对其行驶状态进行控制。 语音控制小车的主要功能： 1）可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能； 2）配合SPCE061A的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能； 3）可以在行走过程中声控改变小车运动状态； 4）在超出语音控制范围时能够自动停车。 1.2 参数说明 车体：双电机四轮驱动 供电：电池（四节AA：1.5V×4） 工作电压：DC 4V~6V 工作电流：运动时约200mA 1.3 注意事项 1）安装电池一定要注意电池的正负极性，切勿装反； 2）长期不用请将电池从电池盒中取出； 3）由于语音信号的不确定性，语音识别的过程会出现一定的误差和不准确性； 4）由于小车行动比较灵活，速度比较快，在使用时一定要注意保持场地足够大，且保证不会对周围的物体造成伤害； 5）不要让小车长时间运行在堵转状态（堵转状态：由于小车所受阻力过大，造成小车电机加电但并不转动的现象），这样会造成很大的堵转电流，有可能会损坏小车的控制电路。 基于单片机的语音识别系统毕业设计 目录 摘要..................................... 错误!未定义书签。Abstract ................................. 错误!未定义书签。目录..................................................... I 前言.. (1) 1 方案介绍及设计简介 (2) 1.1小车的控制要求及设计方案 (2) 1.1.1小车的控制要求 (2) 1.1.2方案设计与论证 (2) 1.2SPCE061A 简介 (3) 1.2.1SPCE061A单片机概述 (5) 1.2.2SPCE061A的介绍 (7) 1.2.3SPCE061A的结构 (7) 1.3SPCE061A 单片机强大的语音功能 (7) 1.3.1语音识别的原理 (8) 1.3.2系统的结构框图 (9) 1.4语音控制小车设计要求 (10) 1.4.1功能要求 (10) 1.4.2语音控制小车的主要功能 (10) 1.4.3参数说明 (10) 1.4.4注意事项 (10) 2电路设计及程序设计 (11) 2.1电路设计基础知识 (11) 2.2电路方框图及说明 (13) 2.3各部分电路设计 (13) 2.3.1电机的选择 (14) 2.3.2继电器驱动电路的设计 (14) 2.3.3行驶状态控制电路设计 (15) 2.3.4麦克录音输入及AGC电路 (16) 2.3.5语音播报电路 (18) 3软件设计 (19) 3.1软件流程图及设计思路说明 (19) 3.1.1程序设计 (20) 3.2模块设计 (20) 3.2.1中断流程图部分 (20) 3.2.2语音识别部分 (22) 4连接和操作说明 (25) 4.1硬件模块连接图 (25) 4.1.1功能说明 (25) 4.1.2代码下载 (26) 4.1.3训练小车 (27) 4.1.4声控小车 (28) 4.1.5重新训练 (28) 总结 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32) 附件1 系统程序说明 (33) 单片机课程设计题目汇总（一） 说明：为便于同学提前探讨开发思路，自学相关内容，特将本课程设计的可选题目发给大家。本次题目为其一部分，稍后会有另一部分。鼓励大家自己设计题目。 要求：每个小组2-3人，每个题目最多限两个小组选；课程设计考核内容包括：C51源程序；现场显示结果；设计报告文档（文档的格式稍后公布，请注意查收）。 一、基于单片机的交通灯显示系统（一） 设计内容：１、东西方向、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯；（30分） 2、带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下， 恢复正常显示（20分） ３、夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁（20分） 4、实时提醒绿灯亮的剩余时间（30分） 图示： 二、基于单片机的交通灯显示系统（二） 设计内容：1、东西干道和南北干道的通行分左行、右行、直行，其中左行、右行固定15秒；直行固定30秒（40分） 2、信号灯分绿灯（3种）、红灯、黄灯，每次绿灯换红灯时，黄 灯亮3秒钟。（30分） 3、东西干道和南北干道交替控制，每次干道绿灯交替时，有3 秒钟所有干道的交通灯都是黄灯闪烁3秒钟，提示已经进入路口的车辆迅速通过。（30分） 4、其他创新内容。（10分） 图示： 三、基于单片机的波形发生器设计 设计内容：1、设计一款能产生3种以上波形的波形发生器（30分） 2、设计波形选择按钮（采用3个独立按键）（10分） 3、点阵显示波形图案（20分） 4、能同时输出两种波形（30分） 5、显示频率（10分） 图示： 四、基于单片机的LED点阵广告牌设计 设计内容：1、能显示不同字符、图形的LED点阵广告牌（30分） 2、用独立按键控制不同字符的切换效果（如闪烁、静止、平移） （30分） 3、可通过串口从电脑下载更新需要显示的字符（30分） 4、其他创新功能（10分） 图示：略 五、基于单片机的篮球计分器设计 设计内容：1、设计LCD显示篮球比分牌（30分） 2、通过加分按钮可以给A队或B队加分（20分） 3、设计对调功能，A队和B队分数互换，意味着中场交换场地。 （20分） 4、显示比赛倒计时功能（20分） 5、创新内容：如显示第几小节（10分） 显示： 六、基于单片机的电子贺卡设计 设计内容：1、设计基于单片机的伴奏乐曲（30分） 2、设计基于单片机的彩屏图片（30分） 3、通过矩阵键盘按键显示不同彩屏图片，并伴有不同乐曲（30 分） 4、创新部分（自主设计）（10分） 显示：（略） 七、电风扇模拟控制系统设计 设计内容：1、3个独立按键分别控制“自然风”、“睡眠风”、“常风”，（三者的区别是直流电机的停歇时间不同），并在数显管上显示出区别（30分） 2、每种类型风可以根据按下独立按键次数分为4个档的风力调 节。（30分） 3、设计风扇的过热保护，用继电器实现。即当风扇运行一段时 间后，暂停10秒。（30分） 4、其他创新内容（如报警提示）（10分） 1、引言 语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。以往做这方面的设计，一般有两个途径：一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。专门的语音处理芯片也比较多，如ISD 系列、PM50 系列等，但是专门的语音处理芯片功能比较单一，想在语音之外的其他方面应用基本是不可能的。 SPCE061A 是一款 16 位μ'nSP结构的微控制器。该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运算、内积运算等复杂的运算。它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高可以达到 49MHz。 SPCE061A 内嵌 32K 字的 FLASH 程序存储器以及 2K 的SRAM。同时该 SOC 芯片具有 ADC 和DAC 功能，其 MIC_ADC 通道带有AGC自动增益环节，能够很轻松的将语音信号采集到芯片内部，两路 10 位的电流输出型DAC，只要外接一个功放就可以完成声音的播放。以上介绍的这些硬件资源使得该SPCE061A 能够单芯片实现语音处理功能。 借助于 SPCE061A 的语音特色，“基于单片机技术的语音控制小车设计”实现了对小车前进、后退、左转、右转、停车等语音控制功能. 2、语音控制小车设计要求 2.1 功能要求： 1.可以通过简单的 I/O 操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能； 2.配合 SPCE061A 的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能； 3.可以在行走过程中声控改变小车运动状态； 4.在超出语音控制范围时能够自动停车。 2.2 参数说明 车体：双电机两轮驱动 供电：电池（四节 AA：1.2V×4 或 1.5V×4） 工作电压：DC 4V~6V 工作电流：运动时约 200mA 3.SPCE061A特性简介 SPCE061A是一款性价比很高的十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放，该芯片拥有8路10位精度的 ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。两路10位精度的DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。该单片机具有一套易学易用的指令系统和集成开发环境，在此环境中，它支持标准 C 语言编程，也支持 C 语言与汇编语言的互相调用。另外还提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就可以很容易的完成语音的录放、识别等功能，这些都为软件开发提供了方便的条件。 SPCE061A特性： 16位μ’nSP微处理器； 工作电压：内核工作电压VDD为 3.0V~3.6V(CPU)，I/O口工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/O)； CPU时钟：0.32MHz~49.152MHz； 内置2K 字 SRAM； 语音控制小车实验报告 专业： 学号： 姓名： 2014年01月12日 一、实验目的 语音控制小车以SPCE061A单片机为核心，采用语音识别技术，可通过语音命令对其行驶状态进行控制。本次实验的主要目的： 1．通过简单的I/O 操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能； 2．配合SPCE061A 的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能； 3．在行走过程中声控改变小车运动状态； 4．在超出语音控制范围时使小车停车。 二、实验内容 1、SPCE061A简介 SPCE061A是一款性价比很高的十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放，该芯片拥有8路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。两路10位精度的DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。该单片机具有一套易学易用的指令系统和集成开发环境，在此环境中，它支持标准 C 语言编程，也支持 C 语言与汇编语言的互相调用。另外还提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就可以很容易的完成语音的录放、识别等功能，这些都为软件开发提供了方便的条件。 SPCE061A特性： 16位μ’nSP微处理器； 工作电压：内核工作电压VDD为 3.0V~3.6V(CPU)，I/O口工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/O)； CPU时钟：0.32MHz~49.152MHz； 内置2K 字 SRAM； 内置32K 闪存 ROM； 可编程音频处理； 晶体振荡器； 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电小于 2μA@3.6V； 2 个 16 位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)； 2 个 10 位 DAC(数-模转换)输出通道； 32 位通用可编程输入/输出端口； 一、课程设计基本情况介绍 1.1课程设计的基本目的与任务 本课程设计旨在驾驭本专业学生理论指导实践能力以及电子产品工程设计与开发能力。本实践课所要达到的主要目的是： 1、通过本次课程设计，是对学生综合能力的检，提高学生综合运用专业知识，强化单片机 应用系统设计与防震能力。 2、本次课程设计是在生产实习所完成的“单片机核心板+电子钟模块+MP3模块+RFID模块+无线传输模块+GPS模块+脉搏传感模块”的基础上设计该硬件系统的工作程序。 1.2课程设计的基本内容 1、在生产实习设计单片机硬件系统的基础上，设计相应的应用软件系统。 2、在LCD1602上显示学号程序设计。 3、基于DS1302的实时时钟软件设计。 4、基于DS18B20的温度测量软件设计。 5、基于TL1838A的红外遥控解码软件设计。 6、设计应用软件系统框图和流程图，完成所设计软件的调试。 1.3课程设计的教学要求 1、通过资料查阅及学习了解单片机应用系统的软件设计方法及单片机编程、软硬件联机调 试技巧。 2、独立设计并编写下列应用程序： （1）LCD1602学号显示程序； （2）DS1302实时时钟程序； （3）DS18B20温度测量程序； （4）TL1838A红外遥控解码程序； 3、独立完成所设计程序与硬件系统的联机仿真。 二、整机系统框图（硬件、软件） 该设计方案是以STC12C5A60S2单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示模块、实时时钟模块、温度测量模块、红外遥控解码等模块所构建的系统，能在LCD1602液晶屏上显示当前的日期（年、月、日）、时间（时、分、秒）数据、当前环境温度值和红外遥控解码值。用户可通过遥控器或单片机核心板上的按键来进行日期和时间的设置。本系统设计大部分功能由软件来实现，电路简单明了，系统稳定性也得到大大提高。 1、总体硬件设计框架图： 2、总体软件设计框架图 /////// 三、整机硬件电路原理图（见99SE图） 1、核心板电路原理图 2、蜂鸣器驱动电路 3、按键电路 4、单片机复位电路 5、LCD1602液晶显示电路 6、电子钟模块接口电路 四、软件系统设计思想 //////////// 五、系统软件资源分配表（调试程序、工作程序） ////////////// 六、显示学号的调试程序流程图、程序源代码 基于单片机技术的语音控制小车设计--( 附: 湘潭市技师学院 毕业论文（设计） 题目关于单片机控制语音小车的系统设计 专业机电一体化 班级：姓名 指导教师 2012 年 2 月27 日 关于单片机控制语音小车的系统设计 目录 1、引言 2、语音控制小车设计要求 2.1 功能要求 2.2 参数说明 3. SPCE061A特性简介 4、系统总体方案介绍 5、系统硬件设计 5.1 车体介绍 5.2 小车的行走原理 5.3 控制板原理图 6、系统软件设计 6.1 系统的主程序设计 6.2主控制源程序: 6.3 语音识别的原理简介 7、总结 8、结束语 基于单片机技术的语音控制小车设计 1、引言 语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。以往做这方面的设计，一般有两个途径：一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。专门的语音处理芯片也比较多，如ISD 系列、PM50 系列等，但是专门的语音处理芯片功能比较单一，想在语音之外的其他方面应用基本是不可能的。 SPCE061A 是一款 16 位μ'nSP结构的微控制器。该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运算、内积运算等复杂的运算。它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高可以达到 49MHz。 SPCE061A 内嵌 32K 字的 FLASH 程序存储器以及 2K 的SRAM。同时该 SOC 芯片具有 ADC 和 DAC 功能，其 MIC_ADC 通道带有AGC自动增益环节，能够很 基于单片机的智能语音识别系统设计 （硬件部分） 系别： 专业班： 姓名： 学号： 指导教师： 基于单片机的智能语音识别系统设计 (硬件部分) The Design of Intelligent Speech Recognition System Based on Single-chip Computer (HardWare) 摘要 本文设计一个让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术的语音识别系统。本语音识别系统以LD3320语音识别芯片为核心部件，主控MCU选用STC10L08XE。主控MCU通过控制LD3320内部寄存器以及SPI flash实现语音识别和对话。通过麦克风将声音信息输入LD3320进行频谱分析，分析后将提取到的语音特征和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配，找出得分最高的关键词语作为识别结果输出给MCU，MCU针对不同的语音输入情况通过继电器对语音命令所对应的电器实现控制。同时也可以通过对寄存器中语音片段的调用，实现人机对话。 设计中，电源模块采用3.3V供电，主要控制及识别部分采用LM1117-3.3稳压芯片，语音播放及继电器部分采用7812为其提供稳定的电流电压。寄存器采用一片华邦SPI flash芯片W25Q40AVSNIG，大小为512Kbyte。系统声音接收模块采用的传感器为一小型麦克风——驻极体话筒，在它接收到声音信号后会产生微弱的电压信号并送给MCU。另外系统还采用单片机产生不同的频率信号驱动蜂鸣器来完成声音提示，此方案能完成声音提示功能，给人以提示的可懂性不高，但在一定程度上能满足要求，而且易于实现，成本也不高。 关键词：语音识别 LD3320 STC10L08XE单片机频谱分析 语音控制的智能小车设计方案 根据美国玩具协会的调查统计，近年来全世界玩具销量增幅与全世界平均GDP增幅大致相当而全世界玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上 美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52％，而传统玩具的年销售额仅增长3％英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，有七款玩具配有电子元件从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车该小车对传统的手动遥控小车的机械部分做了改进使之可以实现任意角度转向和以任意速度前进而不象一般的小车那样只能以固定角度转向和以固定速度前进因此更加接近真实的车辆 本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统，使控制者可以用语音对小车进行控制，产生相应的动作，而且小车和控制者还具有一定的交互功能 1 智能小车总体结构框图 智能小车主要由转向机构、驱动机构、转向控制模块、驱动控制模块、遥控模块和语音控制模块六大部分组成，如图1所示 2 机械本体结构及工作原理 小车为轮式结构，如图2所示机械部分分为转向机构(图中椭圆内的部分)和驱动机构(图中椭圆外部分)转向机构主要由转向电机、转向架和两个前轮组成驱动机构采用玩具小车常用的双电机驱动方案，包括两个减速电机和两个后轮转向机构工作原理为：转向时由控制者向小车发出转向信号，转向电机根据转向信号正向或反向旋转一定角度，电机通过齿轮、齿条系统带动转向架摆动一定角度，最终带动与转向架固定在一起的前轮偏摆一定角度小车在转向时由于内、外侧的车轮的转弯半径不同，所以内外侧车轮的转速也不相同前轮为从动轮，会根据转弯角度的大小自动调节内、外侧车轮的转速；而后轮为主动轮，其转速分别由两个电机独立驱动，不会根据转弯半径自动调节转速因此小车转弯时，控制系统在控制转向电机的同时还需要根据转向角度的大小向两个驱动电机发出控制信号，基于单片机的语音控制小车的开题报告_共4页
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