基于SPCE061A的倾角测量电动车的设计
基于SPCE061A的声控汽车的设计与实现
霹 圈
圈 １ 声控小汽车总体架构 图
３ ． 硬件设计
声 控 小 汽 车 在 硬 件 层 上 的 设 计 分 为 语 音 识 别 层 设
计、驱 动层设计和 车体设计 三部分 。语 音识别 层设计 由 Ｓ Ｐ Ｃ Ｅ Ｏ ６ １ Ａ单片机构成，主要负者将接 收的声音信号转换 为
图 ２ 声 控 小汽 车 语 音 训练 和 识 别 的流 程 图
到的模板会和之前训练 的模板进行匹配，最接近 的…组将 作为识别结果输 出对应 的信息，这些信息将会通过 Ｉ ／ ０口 输 出到驱动模块 中。控制子程序的功能是 让电机正 向转动
或反向转动，从而 改变小汽车 的运动状态和方 向。具体流 程 如 图 ２所示 。
２ Ｏ 世＃ ｇ ２ ０ 年代 ， 语音 识别技术就开始得到研 究 。 随后 ， 各类语音识别系统相继诞生，语音识别技术也逐渐得到完 善 。最近几年，语音识别技术作 为一 门相对成熟 且与人 联系密切的技术，被广泛应用于各行各业中，本课题研究 的声控小汽 车，是希望语音识别技术 能运用到汽车中，让 汽车变得更加智能化 本课题研究设计的声控小汽车是对 语音识别功 能运用到汽车控制， 的初步探讨和简单设训‘ ， 设计 ’ 出小汽车的整体模型，实现声音控制小汽车行驶 。 ２ 。 总体方案设计 声控 小汽 车采用 了凌阳 Ｓ Ｐ Ｃ Ｅ ０ ６ １ Ａ 作 为整 个小汽 车系 统的数据 处理 中心，该单片机具有语音识别和 语音播放的 功能 ，主要负责声音指令获取和识别 的工作 ，声音信 号 从Ｍ Ｉ Ｃ麦克风处传入 ，经过一系列的语音处理步骤 ，将模 拟信号转化为控制 电机 的数字信号 ，并把处理后 的数据通 过 Ｉ ／ ｏ口输出。该设计 的基本架构如图 １ 所示 。
信息 记录 材 料２ ０ １ ６ 年ｌ ２ 月
基于Sunplus SPCE061A控制核心的电动车跷跷板设计及实现
基于Sunplus SPCE061A 控制核心的电动车跷跷板设计
及实现
在多次全国电子设计大赛中，电动车的设计一直都是热点，从历届的电
动车设计作品来看，电动车的车体往往做得大而重，且常常需要依靠车体以外的模块辅助才能完成，这对于车来说就不够智能化了。
本文中电动车设计所采用的方案，车体小巧灵活，不需借助任何的附加设备即可工作，而且对跷跷板的要求很低。
1 总方案设计系统可以划分为控制部分和信号检测部分。
其中，控制部分由控制器模块、电源模块、电机模块、显示模块、语音模块等模块构成；信号检测部分由平衡检测模块、引导模块构成。
采用单控制器，控制器和角度传感器直接安装在车体上，角度传感器的角度信号传送给控制器，控制器根据信号来判断电动车当前的状态，做出相应的反应(前进、后退、停车、平衡指示等)。
采用单控制器使小车能够更加灵活的行驶，避免了长信号线或者无线通信带来的信号采集不准确问题。
经过多次试验，证明车体能够轻松找到平衡点。
系统方框图如图1 所示。
该设计电动车跷跷板实物图如图2 所示，从中可以看到，现在电动小车的
状态为平衡点附近，这是因为跷跷板的平衡是一种绝对的动态平衡，即平衡时，小车在板上平衡点做振动运动，因为这样的运动幅度非常小，可以认为是一种伪静态。
2 各模块具体实现方案及硬件电路2．1 车体设计及电机控制模块该设计采用的车体由铝合金车架及两个直流电机组成，具有坚固稳定的特点，并且直流电机带有驱动电路及减速箱，减速箱的减速比为64：1。
设计中使用L298 搭建了驱动电路，经过调试车速可以分级控制。
硬件电路图如图
3 所示。
电动车跷跷板设计方案
电动车跷跷板设计方案柳州运输职业技术学院摘要该电动车以凌阳SPCE061A作为操纵及数据处理的核心，通过传感器检测、操纵电动车电机的快慢、启停。
电动车能够在跷跷板上自动查找平稳点，并具有实时显示电动车行驶时刻及任务完成之后自动播报从起始端自动行走到末端及返回所需时刻或从起始端自动行走到电动车保持平稳所需时刻。
关键字：SPCE061A 倾角传感器光电传感器 PWM一、方案设计与论证本项目按设计要求可分为五部分，分别为操纵模块、循迹模块、平稳检测模块、电机驱动模块、显示模块，如图1所示。
图1 系统模块框图〔一〕操纵模块方案一：采纳AT89C51系列单片机作为操纵的核心。
51单片机按单纯的操纵和数据处理是比较经济实惠的，但本项目触及到A/D转换和PWM操纵，假如要具备这两个功能必须要有专用的A/D芯片和PWM操纵电路，这无疑是提高了成本。
方案二：采纳凌阳16位单片机SPCE061A作为操纵的核心。
SPCE061A具有10位A/D转换和PWM操纵功能，且具备语音播报功能，使作品更加智能化。
综上分析，选择方案二。
〔二〕平稳检测模块方案一：采纳水银开关检测跷跷板平稳点。
其内部是由两根导线组合而成，只要当水银流淌到导线的两端即水银把两根导线短接在一起。
但当跷跷板平稳时，有可能水银开关还未闭合，可靠性不高。
方案二：采纳Accu StarⅡ倾角传感器检测跷跷板平稳点。
此倾角传感器是通过改变角度来改变其输出电压，具有良好的线性变化，如图2所示，通过读取输出电压的值来操纵小车的速度，有助于电动车找到平稳点。
因此选择方案二。
〔三〕电机驱动模块方案一：采纳分立元件构成的H桥式电机驱动电路。
该驱动电路的优点是成本低，缺点是电路制作比较苦恼，可靠性不高。
方案二：采纳L293D驱动电机。
使用该芯片驱动的好处是在额定的电压和电流内使用专门方便可靠，能够缩小PCB板。
用SPCE061A自带的PWM操纵电机成效更好，使电动车更容易的查找到跷跷板的平稳点。
电动车跷跷板设计 采用凌阳SPCE061A 16位单片机作为控制核心 大学生电子设计竞赛山东省一等奖
摘要本设计采用两个凌阳SPCE061A 16位单片机作为控制核心。
其中一个安装在小车上，另一个持在使用者手中连接键盘和LCD，通过无线模块进行双机通讯，实现远程对小车运行状态的实时监测。
为了对小车的行为进行精确控制，采用步进电机进行驱动。
系统通过倾角传感器采集跷跷板的倾角变化后传给单片机。
程序控制方法采用PID算法，使小车通过一个二阶欠阻尼脉冲响应过程最后趋于动态平衡。
根据设计需要，车体采用有机玻璃与铝合金自制而成。
关键词：SPCE061A单片机，角度传感器，光电传感器，PID算法.Abstract：This system takes two SPCE061A 16 bit microprocessor as the control center, one fixed on the car and another connected with keyboard and LCD handed by the controller. In this system, wireless is used to complete the two processors` communication to acquire a perfect interface between the controller and the whole control system. The car with four wheels is driven by two stepper motors, and through the angle sensitive gathering the information about the teeterboard’s equinity condition and then send to the microprocessor. The system takes the PID as main control method, through a progress of two pulse damping response, the car and the teeterboard finally reach an equinity condition.Keywords: SPCE061A microprocessor, angle sensor, light sensor, PID.1．系统方案设计1.1实现方法采用倾角传感器检测跷跷板与水平面的夹角，通过PID算法控制小车寻找平衡位置。
基于SPCE061A的多功能智能小车的设计
收稿日期：2011-06-07基金项目：江西省教育厅科研资助项目（GJJ11468）;2009年校级质量工程资助项目作者简介：李玉晓（1983-），女，助教，主要从事信息与信号处理、数字图像处理等方面的研究，E－mail:472619115@.文章编号：1007-1229（2011）05-0053-03基于SPCE061A 的多功能智能小车的设计李玉晓，赖阳明，刘少华（江西理工大学理学院，江西赣州341000）摘要：研究设计基于单片机SPCE061A 的智能小车，论述系统的硬件电路设计及其原理，并进行相应的软件设计，实现了小车的语音识别与控制、自动避障、自动循迹等三大功能.关键词：SPCE061A ；智能小车；避障；循迹中图分类号：TP23文献标识码：ADesign of Multifunctional Intelligent Car Based on SPCE061ALI Yu-xiao ,LAI Yang-ming ,LIU Shao-hua（Faculty of Science,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,China ）Abstract ：The research and design of a multifunctional intelligent car based on MCU SPCE061A are introduced in the article.The design of the system hardware circuit and its principle are stated in detail.Then corresponding design of the software for the system,which realizes three functions of the intelligent car-speech recognition and control,automatic obstacle avoidance,automatic mark following is fulfiled.Key words ：SPCE061A;intelligent car;obstacle avoidance;mark following江西理工大学学报Journal of Jiangxi University of Science and Technology第32卷第5期2011年10月Vol.32,No.5Oct.2011目前，如何提高汽车的性能以满足广大消费者的需求，已成为一个极其普遍的问题，国内外已经有了很多关于汽车自适应驾驶的理论和实验.本设计旨在研究一种集各种传感器于一体及语音控制的智能小车，可将其应用于考古、机器人、医疗器械等诸多领域，在现代汽车智能研究方面具有很好的发展前景[1-2].1智能小车的工作原理该小车主要实现三大功能：语音的识别与控制、自动避障以及自动循迹.语音识别与控制功能的原理是将操作者的语音命令训练存储到小车的单片机，小车根据操作者发出的语音命令，进行识别及执行相应的自动前进、后退、左转、右转以及停止等操作.自动循迹是指小车沿着光亮地面上预先设定好的黑线轨迹行走，实现该功能用到了光电传感器，光电传感器不断向地面发射红外线，利用黑白色地面对红外线的反射程度不同，判别小车偏离路径的多少，从而及时调整行走方向，实现自动循迹.对于自动避障，则是利用超声波传感器不断检测前方的障碍物，根据检测到的离障碍物的距离来做出相应的动作，使小车避免撞到障碍物.2系统硬件设计系统硬件设计主要包括以下几个模块：控制核心、驱动模块、语音识别控制模块、避障模块和循迹模块等，其结构如图1所示.图1系统结构框图2.1控制器简介由于智能小车功能模块众多，需要实时处理的数据量大，系统比较复杂，所以要求控制器具有资源丰富、处理速度快的优点[3].SPCE061A 具有这方面的优点，特别是语音处理能力强，非常适合用于语音识别和控制.SPCE061A 是继μ’nSPTM （Microcontroller and Signal Processor ）系列产品SPCE500A 等之后凌阳科技推出的一款16位结构的微控制器，内嵌了32K 字的闪存，处理速度较快，能够非常容易的快速处理复杂的数字信号，是语音识别应用领域产品的一种最经济的选择[4].SPCE061A 具有2个16位可编程定时/计数器、32位通用可编程输入/输出端口、7通道10位电压模-数转换器(ADC)、14个中断源，同时提供高性能的指令集，且允许C 语言、汇编语言混合编程，这为实现各种复杂功能提供了广阔空间.2.2驱动电路模块文中所设计的小车为四轮结构，有两个直流电机，前轮驱动电机和后轮驱动电机.小车前面两个轮子称为方向轮，控制小车的方向；后面两个轮子为驱动轮，为小车提供行进时的动力.其中，方向轮由前轮驱动电机控制，而驱动轮则由后轮驱动电机加以控制.小车前轮和后轮驱动电路相同，皆为全桥驱动电路，后轮驱动电路如图2所示.其中，Q 3、Q 4、Q 5、Q 6共4个三极管组成4个桥臂，Q 4和Q 5组成一组，Q 3和Q 6组成一组，Q 1控制Q 3、Q 6的导通与关断，Q 2控制Q 4和Q 5的导通与关断，而Q 1和Q 2由单片机I/O 口IOB8和IOB9控制（前轮驱动电路为IOB10和IOB11）.当IOB8为高电平、IOB9为低电平时Q 4和Q 5导通，Q 3和Q 6截止，后轮电机正转，小车前进；反之当IOB8为低电平、IOB9为高电平时Q 4和Q 5截止，Q 3和Q 6导通，后轮电机反转，小车倒退；而当IOB8、IOB9同为低电平时Q 3、Q 4、Q 5和Q 6都截止，后轮电机停转，小车停止运动.值得注意的是IOB8、IOB9不能同时为高电平，否则会造成前轮驱动全桥的桥臂短路.图2后轮驱动电路结合以上对前轮和后轮的状态分析，得到小车的运行状态与输入信号的对照表，如表1所示.表1小车运行状态与输入信号对照表2.3语音识别控制电路模块与自动循迹、自动避障两个功能的实现相比，语音识别控制的实现则较为复杂和困难，凌阳科技推出了以单片机SPCE061A 为核心的精简开发仿真实验板，具备单片机最小系统电路、电源电路、音频电路（含MIC 输入部分和DAC 音频输出部分）、复位电路等，采用电池供电，极大的方便了该系统的设计.由此，系统语音识别控制电路则不需要设计，只需利用该实验板上的资源，进行软件设计即可实现语音的识别控制.2.4避障电路模块障碍检测的基本原理是小车不断的发射光或波，同时不断检测所发射的光或波的反射情况，以此来检测前方是否有障碍物[5].设计采用超声波传感器组，具有体积小、灵敏度高、检测距离远、对障碍物要求不高等诸多优点.超声波发射器向某一方向发射波，在发射时刻开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到发射波就立即停止计时[6].超声波在空气中的传播速度为340m/s ，根据计时器记录时间t ，就可以计算出发射点距离障碍物的距离s ，即s =340t/2.当计算的距离小于程序中设定的障碍安全IOB11IOB10IOB9IOB8后电机前电机小车0000101*10001010*100100111*01011001*停转正转反转正转正转反转反转停转*停转停转停转正转反转正转反转*停转停前进倒退左前进右前进右后退左后退禁止电机驱动模块循迹模块避障模块语音控制模块SPCE061A电源IOB9R12KR3200Q 1NPN8050Q 3PNP8550Q 5PNP8550VCCJP112Q 6NPN8050Q 4NPN8050R4200Q 2NPN8050IOB8R22K江西理工大学学报2011年10月54距离时，则认为遇到障碍，这个距离可以方便的在程序中调节，使得障碍检测变得更加灵活.2.5循迹电路模块循迹是小车在行进过程中不断对线轨进行光电检测，来达到沿着线轨自动行走的目的[7-8].设计利用光电式传感器TCRT5000，采用红外探测法对线轨进行光电检测，TCRT5000是一种自带发光二极管和光敏二极管的光电对管，小车在行进过程中，发光二极管不断的发射红外线，同时光敏二极管不断的对红外线进行检测，红外线遇到黑色线轨则会被吸收而不会被光敏二极管接收到，遇到白色线轨由于不会被吸收而发射回来，从而被光敏二极管接受到，由此来控制小车的行进.所设计的循迹电路如图3所示.图3循迹电路3系统软件设计系统的软件设计主要包括对语音模块、避障模块以及循迹模块的设计.设计中，所使用的软件开发平台是IDE 集成开发环境，采用凌阳单片机，用C 语言和汇编语言进行编程，并采用模块化的编程思想，以便于管理和修改.具体则通过主程序调用语音模块、避障模块以及循迹模块等各子程序来加以实现.主程序流程见图4所示.4系统调试为测试小车的性能，对小车的语音识别、障碍物检测以及自动循迹效果进行测试，测试结果如表2、表3所示.表2语音识别测试结果对小车的语音识别模块进行了5次测试，识别结果较理想，正确识别率较高.表3自动避障测试结果另外，经多次测试，小车在自动寻迹模式下，可沿角度不大于10°的线规行走.5结束语系统分别对智能小车的硬件和软件进行设计，实现了小车的语音识别与控制、自动避障以及自动循迹等功能，所设计的小车具有体积小、灵活性强等特点，软件设计采用模块化编程思想，便于修改、管理以及移植.实验证明小车能够很好的实现语音的识别与控制、自动避障以及自动循迹三大功能.参考文献：[1]刘军，刘广瑞．基于H8/3048F 控制的智能小车[J]．微计算机信息，2009，9(2)：48-49.[2]林志翔，肖宝森．新型多功能智能小车的设计与应用[J]．现代电子技术，2011，34(6)：134-136.[3]刘维，王祖麟．基于LPC2138的智能金属探测小车设计[J]．江西理工大学学报，2008，29(1)：31-33.[4]罗亚非．凌阳16位单片机应用基础[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2003.[5]杨桂林.基于AT89S52的智能小车的设计[J]．微计算机信息，2010，26(7)：124-125．[6]龙桂铃，徐磊，侯英龙．基于单片机的智能车避障的实现[J]．计算机与数字工程，2011，39(3)：182-184.[7]吴斌华．基于路径识别的智能车系统设计[J]．电子技术应用，2007，22(1)：36-38.[8]苏敏，梁银丽，汪道辉．基于路径记忆算法的智能小车控制系统的设计[J]．哈尔滨理工大学学报，2011，16(1)：64-68.实验次数第1次第2次第3次第4次第5次语音识别成功率/%8286879086实验次数第1次第2次第3次第4次第5次障碍检测成功率/%9897979996图4主程序流程图语音播放“欢迎进入控制系统”开始初始化语音播放“请选择模式”Key1按下Key2按下Key3按下语音模式避障模式循迹模式R10100TCRT5000R8300R94.7KT19013C7104U446521NE555N873？？1RST VCC THRCVOLT DISC TRIDGND OUT 第32卷第5期李玉晓，等：基于SPCE061A 的多功能智能小车的设计55。
基于凌阳SPCE061A单片机的语音控制小车的研究
太原理工大学现代科技学院毕业设计（论文）摘要语音识别技术是使机器通过识别和理解把语音转变为相应的文本或命令的技术。
语音识别是一门交叉学科，正逐步成为信息技术中人机接口的关键技术。
目前语音识别系统按核心硬件来分主要有：以PC机为核心硬件的语音识别系统和以专用芯片为核心的语音识别系统。
本课题主要阐述了一种非常适合语音处理的单片机——凌阳SPCE061A的原理，并实现了基于凌阳SPCE061A单片机的语音遥控小车。
本文主要工作包括，首先介绍了语音识别基础知识以及常用的语音识别算法，然后根据嵌入式系统的特点和本课题所要求实现的具体功能，给出了基于凌阳SPCE061A单片机的语音遥控小车系统硬件和软件设计的总体方案。
论文同时介绍了凌阳公司提供的集成开发环境µ’nSP IDE，利用该软件实现了程序下载和仿真调试，经调试正确的程序运行在单片机上，使用已有的语音识别算法，根据语音命令实现了小车运动方向的控制。
此系统不仅具有体积小、耗电省、价格低、性能可靠的特点，还具有较快的运算速度、较高的识别率，可实现实时的语音识别。
本系统的语音提示功能为人机交流提供了一个良好的界面。
关键字：语音识别，SPCE061A单片机，61开发板，仿真THE RESEARCH OF SPEECH CONTROLING CARI太原理工大学现代科技学院毕业设计（论文）BASED ON SUNPLUS SCM SPCE061AABSTRACTThe speech recognition technology is a high technology, which make the machine change the speech into homologous text or order by recognition and comprehend. The speech recognition is a cross-subject, and it is becoming the key-technology of human-computer interface in information technology.At present, according to the difference of hardware core, the speech recognition system includes: the speech recognition system using PC as its hareware core and the speech recognition system using special chip. The article introduces a microcontroller which fits to processing speech--SUNPLUS SPCE061A microchip and its principle, achieve the speech controling car based on SPCE061A.The article main work includes: firstly, introduces the fundamental knowledge of speech recognition and several speech recognition algorithms, then give the hardware and software design of the speech controling car based on the SPCE061A system according to the characteristics of the embedded system and the particular requirements of the project. Then, the article also introduces the software tool called µ’nSP IDE from SUNPLUS. By using the software we can download the program to the SPCE061A and debug programs. Finally, we use the SUNPLUS’speech recognition algorithms, the car movement direction can be controlled according to the speech command.The Speech Recognition System not only has small size, economic power consumption, low cost and high reliability, but also has high operation speed, high recognition veracity and the realization of real-time speech recognition. Furthermore, in the system, the function of speech cue offers a favorable interface to human-computer interaction.KEY WORDS: Speech Recognition, SPCE061A Microcontroller, Motherboard Of SPCE061A, SimulationII太原理工大学现代科技学院毕业设计（论文）目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)第二章语音处理与识别技术基础 (3)2.1 概述 (3)2.2 语音信号分析技术 (3)2.2.1 滤波与A/D转换 (3)2.2.2 预处理 (3)2.2.3 语音信号的时域分析 (4)2.2.4 语音信号的线性预测分析 (5)2.3 语音信号识别技术 (5)2.3.1 矢量量化技术 (7)2.3.2 隐马尔可夫模型 (7)2.4 语音识别的发展历史 (8)2.5 语音识别系统的分类 (9)2.6 语音识别的难点 (9)2.7 嵌入式语音识别系统硬件组成 (9)第三章凌阳SPCE061A单片机简介 (11)3.1 概述 (11)3.2 主要性能 (11)3.3 结构 (11)3.3.1 芯片的引脚排列和说明 (12)3.3.2 SPCE061A系统特性参数 (15)3.4 61板介绍 (15)3.4.1 61板的结构和功能 (15)3.4.2 SPCE061A最小系统 (17)3.4.3 SPCE061A开发方法 (19)3.4.3.1 PROBE方式 (19)3.4.3.2 EZ_PROBE方式 (21)第四章 SPCE061A单片机的语音处理 (23)4.1 概述 (23)4.2 凌阳常用的音频形式和压缩方法 (23)4.2.1 音频形式和压缩算法 (23)4.2.2 语音压缩具体操作方法 (29)4.3 凌阳语音识别算法 (31)4.3.1 初始化 (31)4.3.2 训练部分 (32)4.3.3 辨识部分 (32)4.3.4 中断部分 (33)4.4 本章小结 (34)第五章语音遥控小车的设计 (36)1太原理工大学现代科技学院毕业设计（论文）5.1 概述 (36)5.2 语音遥控小车硬件设计 (36)5.2.1 系统设计方案 (36)5.2.2 系统控制方案 (37)5.2.3 具体硬件设计 (37)5.2.3.1 车体介绍 (37)5.2.3.2 控制板介绍 (41)5.2.3.3 硬件的连接 (44)5.3 语音遥控小车软件设计 (48)5.3.1 训练子程序 (50)5.3.2 语音识别子程序 (51)5.3.3 中断子程序 (53)5.3.4 动作子程序 (54)5.4 软件的下载与仿真调试及结果分析 (55)5.4.1 软件的下载 (55)5.4.2 软件的仿真调试 (58)5.4.3 仿真调试结果分析 (62)5.4.4 实物效果验证 (62)5.5 本章小结 (62)第六章总结与展望 (63)参考文献 (64)致谢 (65)附录1 语音遥控小车源代码 (66)附录2 中英文对照参考文献 (75)附录3 凌阳61A板电路原理图 (97)2太原理工大学现代科技学院毕业设计（论文）第一章绪论语音识别是语音信号处理的重要研究方向之一，它是一门涉及面很广的交叉学科，与计算机、通信、语音语言学、数理统计、信号处理、神经生理学、神经心理学、模式识别、声学和人工智能等学科都有密切的联系。
SPCE061A在电动小车设计中的应用
（） ６ 可编 程 音 频 处 理 ；
（） ４ 能够在终点 自动停车 ；
（） ５ 能够 显示 并 播 报 运行 时 间 。
（） ７ 晶体振荡器 ；
（） ８ 系统处 于备用状态下 （ 时钟处 于停止状 态 ）耗 电 ，
仅 为 ２ Ａ； （） 个 １ ９２ ６位可编程定时器 ／ 计数器 （ 自动预置初 可 始计数值 ） ； （０ ２个 １ Ｄ Ｃ 数 一模转换 ） Ｌ通道 ； １） ０位 Ａ （ 输叶 Ｉ （ １３ １ ）２位通用可编程输入 ／ 出端 口； 输 （２ １ 中断源 可来 自定时器 ＡＢ，时基 ， １ ）４个 ／ ２个外部
（４ １ ）使用凌 阳音频编码 Ｓ Ｃ 一 ２ ０ 式 （ ．Ｋ位 ／ Ａ Ｍ ￥４ 方 ２４
秒 ）能 容 纳 ２ ０秒 的 语音 数 据 ； ， １ （ ５ 锁 相 环 Ｐ Ｌ 荡 器 提 供 系统 时钟 信 号 ； １） Ｌ振 收 稿 日期 ：０ ７ １— ８ ２ ０ — ２ ２
整 个系统的主控板 ， 驱动 电路用来驱 动直流 电机 ， 主控 在 板 ６ 板的控制下完成各个动作。 １ 另外 ， 增加 了特定的语音
识别功能 ， 通过命令来控制电动小 车。
作者简介 ： 刘健（９ ０ ）山西机 电职业技术学院教师。 １８ － ，
维普资讯
四、 电动 小 车 各 功 能 模 块 的 实 现
６语 音 提 示 模 块 ． 语 音 模 块 是 ６ 开 发 板 集 成 的一 项 功 能 。 Ｐ Ｅ ６ Ａ 为 ｌ ＳＣ Ｏ １
２． ～５．Ｖ ： ４ ５
三 、 动小 车 简 介 电 １主 要 功 能 ．
（）Ｐ ３ Ｃ Ｕ时 钟 ：． Ｍ ４ ． ２ ｚ ０３ Ｈｚ ９１ ＭＨ ； ２ ５
基于SPCE061A单片机的智能小车的设计
其内 部集成 了Ｉ Ｃ Ｅ 、 Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ、 Ｓ ＲＡ Ｍ、 ３ ２ 位 通
的车 轮 做 支 撑 作 用 。 该 步 进 电 机 采 用 单 极 ２． １语言 识别系统
只 要 对 步 进 电 机 的 各 相 语 音识 别系 统 主 要 分 为 初 始化 、 训练 、 用Ｉ ／ Ｏ端 口、 ＡＤＣ、 ＤＡＣ 输出、 定时 器 ／ 计 数 性 直 流 电源 供 电 ， 就 能 使 步 进 电机 识 别 三 个部 分 ， 基 于 凌阳Ｓ ＰＣＥ ０ ６ １ Ａ本 身就 器、 Ｗａ ｔ ｃ ｈ Ｄｏ ｇ、 中断 控 制 、 ＣＰ Ｕ时钟 ＰＬ Ｌ、 绕组 按 合 适 的 时 序 通 电 ， ＵＡＲ Ｔ、 Ｓ Ｉ Ｏ、 低 电压 监测 ／ 低 电压 复 位等 模 块…。 Ｓ Ｐ Ｃ Ｅ ０ ６ １ Ａ可 以使 外 围电路 大大 简 化 ，
１ 系统的总体设计方案和硬件设计
本设计 主要有 三个部分 组成 ， 分 别 是
不能 直接和 电机相连 ， 本 文 采 用 的 是 双 全
计实现方便。 该模 块 采 用 Ｉ ／ ０触 发 测 距 ， 给
０ Ｕ Ｓ 的高 电平信 号 ， 模 块 自动 发送 ８ 个 桥 步 进 电机 专 用 驱动 芯片 Ｌ ２ ９ ８ Ｎ［ １ 。 Ｌ ２ ８ ９ 芯 至 少 １
片有 １ ６ 个 引脚 ， 内包 含 ４ 通道 逻辑 驱动 电 ４ ０ ｋ Ｈ ｚ 的方 波 ， 自动检 测 是 否 有信 号返 回 ；
路， 是 一 种 二 相 和 四 相 步 进 电 机 的 专 用 驱 若 有 信 号 返 回 ， 通过Ｉ ／ ０ 输 出一 高 电 平 ， 高
动器 ， 可 同时 驱 动 ２ 个 二相 或 １ 个 四 相步 进 电 平持 续 的 时 间就 是 超 声 波 从 发射 到 返 回 的时 间 。 测 试 距 离 ＝（ 高 电 平 时 间 Ｘ声 速 （ ３ ４ ０ ｍ／ ｓ ） ） ／ ２ 。 测 量 周期 为６ ０ ｍｓ 超 声波时 序
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摘要： 以凌 阳 １ ６位 单 片 机 Ｓ Ｃ ０ １ 作 为 主 Ｐ Ｅ ６Ａ 控 单元 ， 型直流 减速 电机作 为驱动 元件 ， 过增 量 小 通 式 旋转 编码 器测速 ， 成 带速 度 反 馈 的伺 服控 制 系 构
统 。 利 用 加 速 度 传 感 器 测 量 倾 角 的 原 理 ， 计 智 能 设
文献标 识码 ： Ｂቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
资源 Ｌ ， １ 进行 语 音播 报 ， ］ 实现 了速 度 、 时间 、 面倾 角 路
和路 程信 息 的实时 显示 和语 音播 报 。
文章编 号 ：０ １ ２ ７ ２ ０ ） ５—０ ５ 一Ｏ １ ０ —２ ５ （ Ｏ ８ Ｏ ０９ ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｈｉ ｓ ｔ ｍ ｕｓ ｓ ｍ ｉｒ ｏｎ ｒ ｌｅ ｓｒ ｃ ： ｓ ｙｓ ｅ ｅ ｃ ｏｃ ｔ ｏ ｌ ｒ
ｐｈ ｏ ｌ ｃ ｒｃ ｅ ｏ ｔ ｒ ａ ｉｅ ａ ｔ — ｓ ａ ｃ ｉ ｏｔ ｅ ｅ ｔｉ ｓ ｎｓ ｒ ｏ ｅ ｌｚ ｕ ｏ — ｅ ｒ ｈ ｎｇ
内部有 ２路 Ｈ 桥 ， 别 由 ２路 Ｐ 分 ＷＭ 信 号控 制 ，通
过Ｐ ＷＭ 实 现对 电机 的调 速 ， 完成 电动 车的前 进 、 后 退 和停 止 。集成 电路 包 含 内部 逻 辑 控 制 ， 电荷 泵栅 极 驱动 。ＭＣ ３ ８ ３ ８ ６的导 通 电阻 为 １ ０ｍＱ， ２ 脉宽 调 制 信号 （ Ｗ Ｍ） Ｐ 的频率 小 于 １ Ｈｚ 具有 短 路保 护 、 ０ｋ ， 欠 压保 护 和过温 保 护 等 ， ３ ８ ６的 工作 电压 为 ５ ＭＣ ３ ８
（ ． ｏｌｇ ｆＡｕｏ ｔ ｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ Ｑｉｇ ａ ｉｅｓｔ Ｑｉｇ ａ ６ ０ １， ｉａ ２ Ｓ ａ ｄ ｎ ｒｉｅ ， １ Ｃ ｌ ｅｏ ｔ ｍａｉ ｇｎ ｅｉｇ， ｎ ｄ ｏ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｅ ｏ ｙ， ｎ ｄ ｏ ２ ６ ７ Ｃｈｎ ； ． ｈ ｎ ｏ ｇ Ａｉｌ ｓ ｎ Ｑｉｇ ａ ６ １ ８， ｉａ ｎ ｄ ｏ ２ ６ ０ Ｃｈｎ ）
车 的控制 方 案 ， 用 红 外 反 射 式 传 感 器 寻迹 ， 过 利 通
Ｌ Ｄ 实 时 显 示速 度 、 离、 角信 息 ， 有 语 音 播 Ｃ 距 倾 并
报 。通过 在翘翘 板 上 的 实验 测 试 ， 明 系统 的 设计 证 稳 定可 靠。 关键 词 ： Ｐ Ｅ ６ Ａ； 度测 量 ； 角测 量 ； 迹 Ｓ Ｃ Ｏ１ 速 倾 轨 识 别 中图 分类 号 ： ３ ８ １ ＴＰ ６ ．
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎｃｉ ｔｏｎ Ｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ｔ Ｖｅ ｃｅ ｓ ｄ ｏ ｓｇ ｆＩ ｌ ｎａ ｉ ａ ｕｒ ｍ ｎ ｈｉｌ ｓ Ｂａ ｅ ｎ ＳＰＣＥ０ １ ６ Ａ
Ｍ Ａ ｎ ， Ｙａ ＧＯＮＧ ｅ ｇ ＸＵ Ｓ ｕ—ｈ ａ ， ＩＪ ｅ Ｐ ｎ ￣， ｈ ｕ Ｊ ｉ
～
ｔ ａ ｅ ｎ ｔ ｏ ｅ ｓ ｏ ｈｅ ｅ ｅ ｔ ｉ ｅ ｃｅ ｏ — ｒ ｃ ．Ｉ ｈｅ ｐｒ ｃ ｓ ｆ ｔ ｌ ｃ ｒｃ ｖ ｈｉｌ ｓ ｍ ｖ ｉ ｇ， ｅ ｏ ｉｙ， ｉ ｔ ｎｃ ｎ ｎｃｉ ｔｏｎ ａ ｅ ｌ ｎ ｖ ｌ ｃ ｔ ｄ ｓ ａ ｅ ａ ｄ ｉ ｌｎａ ｉ ｎｇ ｌｗｉｌ ｂｅ ｓ ｗ ｈｒ ｇｈ ＬＣＤ ， ｌ ｏ ｈａ ｉ ｇ ｖ ｉ ｅｂｒ ａ ａ ｔ ｈｏ ｔ ｏｕ ａ ｓ ｖ ｎ ｏ ｃ ｏ ｄｃ ｓ ．Ａｓ ａ ｒ ｓ ｔａ ｔ ｒｔ ｓ ｉ ｇ ｏ ｈｅ ｓ ｅ ａ ， ｈ ｓ ｓ ｔ ｍ ｓ ｅ ｕｌ ｆｅ ｅ ｔｎ ｎ ｔ ｅ ｓ ｗ ｔ ｉ ｙｓ ｅ ｈａ ｓ ａ ｉｉｙ ａ ｐｅ ｄ ｂｉｉｙ． ｔ ｂ ｌｔ ｎｄ ｄｅ ｎ ａ ｌｔ
维普资讯
基于 Ｓ Ｃ ０ 的倾 角测 量 电动车的设计 Ｐ Ｅ ６Ａ １
马 艳。 宫 ， 鹏 。 徐淑 华。纪 ， ， 杰 （ ＿ 岛大 学 自动化 工程 学院 ， 东 青 岛 ２ ６ ７ ；． 东航 空公 司 ， １青 山 ６０ １２ 山 山东 青 岛 ２ ６ ０ ） ６ １ ８
１ 系统 的 硬 件 设 计
１ １ 直流 电机 驱动 电路的 设计 ． 电机 驱 动模 块采 用 电机 驱 动 芯 片 ＭＣ ３ ８ ， ３ ８ ６ 它
ＳＰＣＥＯ Ａ ｓ ａ ｃ ｅ ｃ ｔ ｏ ， ６１ ａ ｏｒ ｏｎ ｒ ｌ ＤＣ ｍｏｔ ｓ ｄ ｉ ｅ ． ｏｒ ａ ｒｖ ｒ
Ａ ｓ ａ ｓ ｒ ｏ ｏ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ， ｉ ｎ ｒ ｍ ｅ ｔ ｌｒ ｔ ｒ ｅ ｖ ｃ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｕｓｎｇ ｉ ｃ ｅ ｎ ａ ｏ ａ ｙ
ｅ ｃ ｄ ｒｔ ｅ ｕｒ ｅ ｏ ｉｙ， ｉ ｃ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ — ｎ ｏ ｅ ｏ ｍ ａｓ ｅ ｖ ｌ ｃｔ ｕｓｎｇ ａ ｃ ｌ ｒ ｔｏｎ ｓ ｎ ｓ ｔ ｅ ｓ ｅ ｉ ｌｎ ｔｏ ａ ｕｓｎ ｔ ｅ ｎｆａ ｅ ｏｒ ｏ ｍ ａ ｕｒ ｎｃｉ ａ ｉ ｎ， ｎｄ ｉ ｇ ｈ ｉ ｒ ｒ ｄ
闭 环控 制 ， 通过 安 装 在 智 能 车 从 动 轮上 的旋 转 编 并
码 器实 现 了速度 的测 量 。在 电动 车 的底 盘上 安装 加 速 度传感 器 ， 利用 传 感 器 输 出的 重 力 加速 度 计 算路 面 的倾角 信 息 。系统 采用 了双 直 流减速 电机进 行左 右 轮分 别 驱 动 的设 计 方 案 ， 用 Ｐ 利 ＷＭ 脉宽 调 制对 电机 进行 调 速 ， 现 电动 车 的速度控 制 ， 电动 车能 实 使 够前 进 、 止 、 退 、 转 和右 转 。在 智能 车 的 车头 停 后 左 和 车尾分 别 安装 红外 反 射 传 感 器 检 测路 面参 数 ， 使 电动车能 够 实 现 寻 迹 的功 能 。利 用 Ｓ Ｃ ０ １ 直 Ｐ Ｅ ６Ａ 接驱 动 Ｌ Ｄ 液 晶显 示器 ， 充 分利用 单 片机 的语 音 Ｃ 并