SPCE061A在智能语音识别避障机器人中的设计应用答辩
解读SPCE061A智能小车语音识别系统电路
解读SPCE061A智能小车语音识别系统电路近几年来，智能化和自动化技术在玩具制造领域中越来越被关注。
本文介绍一种智能化小车控制系统的设计——语音控制小车。
语音控制小车是基于SPCE061A的代表性兴趣产品，它配合61板推出，综合应用了SPCE061A的众多资源，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。
语音识别技术是近年来十分活跃的研究领域。
语音识别系统的实用化研究是语音识别研究的一个主要方向。
以玩具市场为例，具有高科技含量的电子玩具、智能玩具发展迅猛，电子互动式、智能化玩具已经成为玩具行业发展的主流。
我国是玩具生产和出口大国，但在高科技玩具的发展方面和国外的差距很大，因此，及时投入精力广泛开展这方面的研究，无论对技术创新应用，还是社会经济发展，都有巨大的现实意义。
与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。
语音识别技术就是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。
近二十年来，语音识别技术取得显著进步，开始从实验室走向市场。
语音识别功能大大增加了玩具使用的乐趣，并使玩具体现出一定的智能性，因此成为大部分电子玩具、智能玩具设计中使用的关键技术。
本文利用凌阳单片机设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。
该设计将遥控车由传统的手动遥控改成了语音识别遥控，集成了先进的语音识别技术，加上小车的机动灵活的特点，使控制者可以通过语音控制小车实现预设动作，从而释放控制者的双手，而且小车和控制者之间还具有一定的交互功能。
所以此次研究具有较强的实用性和发展前景。
继电器驱动电路的设计由于单片机I/O口提供的电流太小，不能直接驱动继电器工作。
在这里。
基于SPCE061A的智能车模语音控制系统
基于SPCE061A的智能车模语音控制系统
黄鸿;吕晓华;任雪梅
【期刊名称】《现代科学仪器》
【年(卷),期】2007(000)005
【摘要】设计了一种基于凌阳公司SPCE061A的智能车模语音控制系统.语音控制对人机交互的智能系统具有重要价值,根据语音识别的基本原理利用SPCE061A开发板设计的这套语音控制系统,经反复试验,证明识别准确率高,控制效果好.另外,只有经过训练的特定人发出语音命令,系统才响应,因而保密性较高.文中给出了系统的硬件设计以及软件结构,实验表明这种应用是成功的.
【总页数】4页(P57-60)
【作者】黄鸿;吕晓华;任雪梅
【作者单位】北京理工大学信息科学与技术学院,北京,100081;北京理工大学信息科学与技术学院,北京,100081;北京理工大学信息科学与技术学院,北京,100081【正文语种】中文
【中图分类】TP311.51
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华
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SPCE061A单片机的无线语音控制智能小车的研制
微处理器应用 电 子 测 量 技 术 EL ECTRONIC M EASUREM EN TTEC HNOLO GY第31卷第12期2008年12月 基于SPCE061A 单片机的无线语音控制智能小车的研制3瞿少成 艾 宁 赵 桥(华中师范大学信息技术系 武汉 430079)摘 要:本文介绍了一种无线语音通信控制的智能小车的研制过程,给出了智能小车控制系统的硬件和软件设计。
以SPCE061A 单片机作为控制核心,使用无线语音传输方式采集语音信号,实现语音的实时检测与特定人声音的智能识别;通过红外光电传感器GY102W323E1检测障碍物,实现了自动避障。
实验结果表明,该系统实现了无线语音控制与系统智能避障,且功耗低,性能稳定,具有较强的推广价值。
关键词:SPCE061A ;无线语音控制;语音辨识;智能避障中图分类号:TP911 文献标识码:ADesign of wireless voice controlled intelligent toy car based on MCU SPCE061AQu Shaocheng Ai Ning Zhao Qiao(Depart ment of Information Technology ,HuaZhong Normal University ,Wu Han 430079)Abstract :The entire design for a wireless voice controlled intelligent toy car is introduced ;the hardware circuit and software design of control system for the intelligence toy car is given.Based on the MCU SPCE061A and wireless transmission way ,this system can detect real 2time voice signal and identify specific person efficiently.By applying inf rared 2photoelectric sensor GY102W323E1,the system can avoid the obstacles automatically.Experimental results show that the wireless voice controlled intelligent toy car is convenient ,stable and reliable ,and has high practical value.K eyw ords :SPCE061A ;wireless voice control ;voice recognition ;intelligent obstacle 2avoided 3基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助(20070511017)与大学生国家级创新计划资助项目0 引 言随着人们生活水平的提高,当今玩具已不光是孩子的专利,更是变成了成人的新宠。
基于SPCE061A的智能轮椅避障控制系统的设计
基于ＳＰＣＥ０６１Ａ的智能轮椅避障控制系统的设计作者：牛凤英张华刘继忠吴学沛来源：《现代电子技术》2009年第03期摘要：应用超声波传感器多路测距技术和凌阳大学的61单片机技术实现了普通轮椅各个方向上的自主避障，介绍了该避障系统的多路测距模块、电机驱动模块、电源模块，给出了超声避障测距与控制程序，并进行了轮椅自主避障及相关实验，通过实验发现基于SPCE061A的智能轮椅自主避障控制系统结构简单，性价比高，易于功能扩展和移植，具有广阔的应用前景。
关键词：超声波传感器；避障；SPCE061A；电机驱动模块中图分类号：TP23文献标识码：B文章编号：1004-373X(2009)03-116-03Design of Obstacle Avoidance Control System for Intelligent Wheelchair Based on SPCE061A NIU Fengying1,2,ZHANG Hua LIU Jizhong WU Xuepei1(1.Key Lab of Robot & Welding Automation of Jiangxi,NanchangUniversity,Nanchang,330031,China;2.Mechano-electronics Engineering College,Nanchang University,Nanchang,330031,China)Abstract：Ultrasonic sensors and SPCE061A microcontroller technology is applied to achieve a common wheelchair autonomous obstacle avoidance in each directions,the system module of measure distance,the drive module of electric motor and the module of power source are introdued.It designs obstacle avoidance,control procedures,auto obstacle avoidance and related experiments.Experiment shows that the frame of obstacle avoidance control system based on SPCE061A is simple,the ratio of capability to price is high,the system can be enlarged in function and transplanted easily and has wide application foreground.Keywords：ultrasonic sensors;obstacle avoidance;SPCE061A;driver module of electric motor0 引言全世界人口老龄化进程正在加快，今后50年内，60岁以上的人口比例预计将会翻一番，由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加，他们存在不同程度的能力丧失。
基于凌阳SPCE061A单片机的语音导引系统的设计与总结报告
基于凌阳SPCE061A单片机的语音导引系统的设计与总结报
告
余彦霖
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2011(000)001
【摘要】我们采用多功能低功耗的凌阳单片机SPCE061A开发板,设计了一种利用音频定位从而引导移动声源前进的系统.该系统硬件部分由移动声.源--电动小车、电机驱动电路、无线传输模块、音频产生和接收电路、声光报警电路等组成,软件部分在算法上利用海伦公式由音频到达两点的时间差及声速,计算出移动声源相对此两点的坐标,实现了移动声源的定位,从而达到利用音频引导移动声源运动.
【总页数】2页(P99-100)
【作者】余彦霖
【作者单位】天津工业大学信息学院,中国,天津,300160
【正文语种】中文
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超声波倒车雷达论文答辩..
3. 模组电源接口选择电路
电源接口选择电路如下图所示；J7为超声波测距模组的外部 电源接口，最高电压不要超过12V，J9为电源选择跳线， VCC_5即为由61板通过10PIN排线引入模组的电源；VCC即为 模组的放大器、调理电路供电电源。当用户使用61板为其供电 时，要把VCC与VCC_5V短接（本方案的用法）；而使用外部 电源时要把VCC与VCC_IN短接。
基于凌阳SPCE061A单片机的超声波倒 车雷达系统设计
班 级：电子本0709班 姓 名： 马 乐 学 号：0732080909 指导老师： 张 志 恒
2011年6月11日
论文概述
倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，是汽车泊 车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告 知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和 启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾 驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。 本文描述了一个以凌阳SPCE061A为核心，由 三个超声波测距模块构成的，提供语音报警功能和 液晶显示功能的超声波倒车雷达系统。
各模块接口分配
本系统是以SPCE061A为控制器，故以其为中心进行 接口分配。SPCE061A共有两个I/O口，共32位。其中IOB8， IOB9两口具有PWM脉宽调制输出的特殊功能，IOB2， IOB3具有外部中断源输入的特殊功能，故设计B口的IOB2， IOB9作为超声波测距模块外部中断输入和PWM信号输出接 口。同时IOA1，IOA2，IOA3分别与LCD显示模块的三根 控制线RS，R/W，E连接。IOB1，IOB2两口与转接板 CD4052的A0，A1相连，用于传感器测量通道的选通。A口 的高8位作为LCD显示模块的数据口，IOB12，IOB13， IOB14三口与二极管闪烁报警模块的接口相连。
基于SPCE061A的语音控制智能小车设计
此以其为核心的嵌入式平台设计相对较为简单。整个小车系统
１辑窿 献 的硬件电路如图２所示，主要包括以下几部分电路。
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图２系统硬件电路图
２．１麦克风录音输入及ＡＧｃ电路 ＳＰＣＥ０６１Ａ芯片中具有声音模一数转换通道，内置了麦克
关键词：ｓＰｃＥ０６１Ａ；语音辨识；电机控制；自动避障
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｉｎｉ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＰＣＥ０６ １ Ａ
Ｈａｎ Ｄｏｎｇｂｏ， Ｚｅｎｇ Ｂｉｎｇ， Ｇｅ Ｌｉａｎｇｑｕａｎ， Ｘｉａｏ Ｐｅｎｇ， Ｗａｎｇ Ｆｕｇａｎｇ
ｍａｔｉｃａｎｙ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ，ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｖｏｉｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃａｒ——ｔｈｅ ｖｏｉｃｅ ｃｏｍｍａｎｄ，ｔｈｅ ｃａｒ ｃａｎ ｄｏ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｔｈｅ ｃｏｒ—
ｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｖｏｉｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＳＰＣＥ０６ｌＡ；ｖｏｉｃｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ；ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅ
基于SPCE061A的智能轮椅语音控制系统
实现 了轮椅 的前进 、后退、左拐 、右拐、停 止、加速、减速运动 ，根据运动要求通过语音实现轮椅 的变速运动。基于 Ｓ Ｃ ０ Ｉ Ｐ Ｅ ６ Ａ的语音控 制系统结构 简单，性价比高 ，易于功能扩展 和移植 。 关键词 ：语 音识别；Ｓ Ｃ ０ Ｉ Ｐ Ｅ ６ Ａ单片机；电机驱动模块
人的服务需求将 日益增加 ， 助老／ 助残服务机器人 系列产 品的 研发具 有非常重要的现实意义 。轮椅…作为广大老弱病残人 员使用的辅助运动工具 ， 随着人工智能和机器人技术的发展， 逐渐向智能化的方向发展 。语音识别就是机器通 过识别和理
构成 的模板库 中，识别过程 中，把待测的语 音信号与参考模 板库 中的各个模板进行相 似度 比较 ，最相似的即识别信号 ， 然 后播放识别结果进行相 关的操作 。如果待测语音信号与各
［ ｓ￣ｃ］Ａ ｐ ｅｈｃｎｒｌ ｙｔｍ ｏ ｒｉａｙｗｈ ｅｃａｒ ｖｍｅ ｔｓｒａｉ ｄｗｉ ｐ ｅｈｒｃｇ ｉｏ ｃｎ ｌｇ ， ｄｔｅｈｒｗａｅａ ｄ Ａｂｔ ｔ ｓｅｃ ｏ ｔ ｓｅ ｆｒｏｄｎ ｒ ｅｌｈ ｉｍｏ ｅ ｎ ｅ ｌｅ ｔ ｓｅｃ ｅ ｏｎｔ ｎｔ ｈ ｏｏ ｙ ａ ａｄ ｒ ｏｓ ｉ ｚ ｈ ｉ ｅ ｎ ｈ ｎ
ｓ ｆ ａ ｅ ｄ ｓ ｇ ｆｔ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉｔ ｏ ｕ ｅ Ｔｈ ｏ ｇ ｐ ｅ ｈ ｒ ｃ ｇ ｉ ｏ ｄ ｔ ｅ ｄ ｉ ｅ ｍｏ ｕ ｅ ｏ ｔ ｌｉ ｅ ｔｗｈ ｅ ｃ ｉ， ｅ ｍｏ ｅ ｎ ｌ ｄ ｇ ｏ ｔ ｒ ｅ ｉ ｏ ｓ ｓｅ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｗ ｎ ｈｅ ｒ ｒ ｕ ｈ ｓ ｅ ｃ ｅ ｏ ｔ ｎ ａ ｈ ｒｖ ｄ ｌ ｆｉ ｅ ｌ ｎ ｅ ｌｈａｒ ｔ ｖ ｍｅ ｔｍｃ ｕ ｉ ｎ ｉ ｎ ｎ ｇ ｈ ｎ
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SPCE061A在智能语音识别避障机器人中的设计应用现代社会中机器人这个词语已经不再新鲜，而且形形色色的机器人出现在我们的日常生活中。
为了提高广大为了提高广大单片机爱好者学习单片机的兴趣，凌阳科技教育推广中心推出了应用SPCE061A作为主2 模组特性简介2.1 SPCE061A特性简介SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，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。
另外凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。
在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件：特性：16位μ'nSP微处理器；工作电压：内核工作电压VDD为3.0～3.6V(CPU)，IO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；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；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；32768Hz实时时钟；7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器；声音模-数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2.2 超声波模组简介2.2.1 功能简介三种测距模式选择跳线J1（短距、中距、可调距）：短距：20cm～100cm左右（根据被测物表面材料决定），精度1cm；中距：70cm～400cm左右（根据被测物表面材料决定）；可调：范围由可调节参数确定，当调节在合适的值时，最远测距700cm左右；2.2.2 电气参数超声波传感器谐振频率：40KHz模组传感器工作电压：4.5V～9V模组接口电压：4.5V～5.5V2.2.3 超声波发射电路原理图图 2-1 超声波谐振频率调理电路原理图由单片机产生40KHz的方波，并通过模组接口（J4）送到模组的CD4049，而后面的CD4049则对40KHz频率信号进行调理，以使超声波传感器产生谐振。
2.2.4 超声波回波接收处理电路图 2-2 超声波回波接收处理电路超声波接收处理部分电路前级采用NE5532构成10000倍放大器，对接收信号进行放大；后级采用LM311比较器对接收信号进行调整，比较电压为LM311的3管脚的输入，可由J1跳线选择不同的比较电压以选择不同的测距模式。
2.2.5图 2-3 超声波模组的电源接口电路为外部电源接口，最高电压不要超过12V，J2为电源选择跳线，VCC_5即为由61板通过10PIN排线引入模组的电源；VCC即为模组的放大器、调理电路的供电电源。
当用户使用61板为其供电时，要把VCC与VCC_5V短接；而使用外部电源时，要把VCC与VCC_IN短接。
2.2.6 测距模式选择跳线图2-4 超声波测距模式选择跳线电路模组提供了测距模式选择跳线J1，可以选择短距测量模式、中距测量模式，或距离可调模式。
跳线选择LOW时为近距测量模式，选择HIG时为中距测量模式；选择SET时为距离可调模式。
凌阳科技大学计划提供了短距测量模式和中距测量模式的完整程序（其中ultrasonic_Low为短距测量模式程序；ultrasonic_long为中距测量模式程序）。
2.2.7 模组接口图 2-5 超声波模组接口电路用户只需要把前面的电源输入跳线J2、测量模式选择跳线J1设置好后，用排线把J5与SPCE061A的IOB口低八位相接，J4与IOB口高八位相接，即可使用了。
2.2.8 注意事项◆提供给模组的电源必须在4.5V以上，而且尽量保持电源电压的稳定。
◆模组外接电源接口J3接入的电源不要超过12V。
◆模组工作的性能与被测物表面材料有很大关系，如毛料、布料对超声波的反射率很小，会严重影响测量结果。
◆模组的中距测距模式的精度与程序设计有关，提供的范例程序中没有对测距结果进行标定，所以有3～5cm的距离误差时是正常的。
2.3 机器人简介2.3.1 机器人驱动机器人驱动电路图如图2-6所示：图 2-6 机器人驱动电路图机器人驱动电路采用功率较大的三极管搭成H桥来驱动电机，可以实现电机的正向旋转与电机的反向旋转。
这些电机包括2个用于走路的电机与一个头部转向的电机。
另外用了一个三极管驱动单向旋转的电机，包括加速电机与发射电机，驱动电路比较简单。
2.3.2 主要功能◆通过语音命令对其进行控制；◆可以跳两首舞曲；◆走步功能、转向功能、转头功能；◆发射飞盘功能；2.3.3 机器人实物图图 2-7 机器人实物图2.3.4 注意事项◆机器人在发射飞盘时不要面向人，避免受伤◆机器人要轻拿轻放应该避免摔打◆在安装3 系统总体方案介绍用61板来控制机器人，使用了IOA7-IOA15以及IOB2和IOB9资源，另外使用了扬声器。
如图3-1所示：图 3-1 系统的结构框图系统主要由61板、超声波测距模组和机器人驱动电路构成。
61板作为整个系统的主控板，超声波测距模组在机器人运动期间定期检测前方是否存在障碍物，驱动电路驱动电机，在主控板61板的控制下完成各个动作。
另外增加了特定人语音识别的功能，通过命令来控制机器人，使机器人智能化。
4 系统软件设计在主函数中调用相关函数完成特定人语音的训练，然后在训练成功后进行语音识别，根据识别的命令执行相关的操作。
程序流程如图4-1所示：图 4-1 主程序流程图根据FLASH中的标志位来进行判断是否为第一次下载。
使用库函数BSR_ExportSDWord(uiCommandID)将训练好的语音模型导出存储到FLASH中进行操作，然后再调用读写FLASH函数。
在进行语音识别时，首先读取FLASH将语音模型取得，然后调用BSR_ImportSDWord(uiCommandID)函数将语音资源载入内存。
在识别出命令后，执行相关动作，相关动作操作就是操作电机的正向或反向旋转同时配合延时与播放声音组合起来形成不同的动作。
避障的实现是在机器人活动期间完成的。
在机器人活动期间会播放背景声音或音乐。
播放采用后台方式，使用4096Hz时基中断处理语音解码。
这样可以释放大量CPU资源在前台处理其他事务。
语音播放函数流程图如图4-2所示。
图 4-2 语音播放程序流程图在4096Hz时基中断中进行的处理流程如图4-3所示。
图 4-3 语音播放中断服务程序流程图在播放背景音乐的同时，程序将调用超声波测距函数进行机器人前方障碍物检测。
测距函数利用TimerB产生40KHz的PWM方波驱动超声波发射传感器。
当接收传感器接收到回波后经过处理电路处理将引起SPCE061A的外部中断，计算从发射超声波到产生中断的时间，即可计算出目标物体的距离。
测距函数流程如图4-4所示。
图 4-3 语音播放中断服务程序流程图在播放背景音乐的同时，程序将调用超声波测距函数进行机器人前方障碍物检测。
测距函数利用TimerB产生40KHz的PWM方波驱动超声波发射传感器。
当接收传感器接收到回波后经过处理电路处理将引起SPCE061A的外部中断，计算从发射超声波到产生中断的时间，即可计算出目标物体的距离。
测距函数流程如图4-4所示。
图4-5 编译、链接图步骤二：下载程序代码到机器人的61板上。
步骤三：打开机器人的电源，进行语音训练，训练过程按照下面进行：按顺序训练以下15条指令："名称"，"开始"，"准备"，"跳舞"，"再来一曲"，"开始"，"向前走"，"倒退"，"右转"，"左转"，"准备"，"向左瞄准"，"向右瞄准"，"发射"，"连续发射"。
每条指令要训练两遍。
当一条指令被正确识别时会提示进入下一条；如没有被识别会要求重复该指令，直到正确识别为止。
步骤三：如果训练成功则进入语音识别状态，如果训练没有成功则重复训练。
由于SPCE061A的FLASH存储器只有32K，所以15条指令需要分组存放。
在这里分成3组，每组5条指令。
在不同组指令中交换需要根据触发名称，所以在识别状态，要执行动作首先需要触发名称，就是训练的第一条命令，然后可以识别第一组的其余四条命令。
在触发第一条指令，然后再触发第二条指令，就可以识别第三条指令，参考下图：图 4-6 机器人操作示意图步骤四：在机器人前进、倒退、跳舞时，用手或其他物体靠近机器人前方，机器人会发出"HoHooHoHoo"的声音，并停止动作，接着，向前方发射飞盘。
应用SPCE061A外加电机驱动控制电路可以实现多个电机的控制，完成机器人的许多动作。
配合超声波传感器等感测装置，可以为机器人增加更多的功能。
单片机爱好者可以自己制作电机驱动电路，选择多式多样的传感器，发挥想象力制作出自己的机器人。