基于单片机的声音导航
基于单片机的声音定位系统的设计
基于单片机的声音定位系统的设计【摘要】声音定位技术利用声学与电子装备，接收声波来确定声响模块具体位置的一种技术，它是一种重要的军事侦察手段，同时在其他方面也有广泛的应用。
本系统采用低功耗MSP430单片机作为控制器，控制整个声音定位系统的协调工作，在一块平板上贴一张坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个声音接收模块，通过驻极体话筒检测音频信号，然后声音接收模块将声音信号传送至信息处理模块，判定声响模块所在的位置的X、Y坐标，并以数字形式在液晶上显示X、Y坐标值。
【关键词】低功耗MSP430单片机；声音定位；声音接收模块；声响模块1.声音定位系统发展现状声音定位在人的日常生活中着重要意义。
例如，当你独自行走时，突然听到一个响声.你会想到这个声音什么意思，对你有无威胁，它来自何方等等。
确定声音的方向和距离需要比较来自两耳信息，然后做出对比判断和反应。
声音定位技术利用声学与电子装备接收声波来确定声响模块具体位置的一种技术，它是一种重要的军事侦察手段，产生于第一次世界大战。
开始根据火炮发出的声音测定火炮位置。
其系统有多个声测哨站与声测中心组成，两者用电缆连接。
声测哨站根据传感器接受信号，声测中心记录信号并根据同一信号到达不同传感器的时间差计算火炮位置。
声音定位在战场之外也同样具有广泛的应用前景。
它可用于电话会议系统、视频会议系统、可视电话等系统中的控制摄像头和传声器阵列波速方向对准正在说话的人；也可用于语音及说话人识别软件的前端预处理，以提供高质量的声音信号，提高语音及说话人识别软件的识别率；亦可用于强噪声环境下的声音获取、大型场所的会议记录，以提高声音拾取质量；还可用于助听装置中，更好地为耳障患者服务等。
2.本系统的功能本声音定位系统，在一块不大于1m2的平板上贴一张500mm×350mm的坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个声音接收模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块，声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号，判定声响模块所在的位置坐标。
基于单片机语音控制小车的设计
安装传感器，如红外传感器、超声波传感器等，以检 测障碍物和路径。
语音识别模块
选用适合的语音识别模块，以实现小车的语音控制功 能的电池，如锂电池或镍氢电池，以满足小车的供电需求。
充电器
设计或选用适合电池的充电器，以确保电池的正常充电和使用。
电源管理电路
设计或选用适合的电源管理电路，以实现稳定的电压输出和电流控 制。
基于单片机语音控制小车的设计
• 引言 • 单片机介绍 • 语音识别技术 • 小车硬件设计 • 小车软件设计 • 测试与验证 • 结论与展望
01
引言
设计背景
语音控制技术的发展
实际应用需求
随着人工智能和语音识别技术的快速 发展，语音控制已经成为智能家居、 智能机器人等领域的重要应用。
在某些特定场景下，如家庭、办公室 等，需要一种能够通过语音控制的小 车来实现便捷的移动和操作。
01
特征提取
通过对语音信号进行预处理和特 征提取，提取出语音中的关键信 息，如音调、音高、音长等。
模式匹配
02
03
训练模型
将提取出的语音特征与预先训练 好的模型进行匹配，找出最相似 的模型，从而识别出语音内容。
通过大量的语音数据训练出高效 的模型，以提高语音识别的准确 率。
小车的控制逻辑设计
输入接口
03
除了基本的移动功能，还可以通过扩展接口实现其他功能，如
携带物品、巡逻监控等。
02
单片机介绍
单片机的定义
• 单片机是一种集成电路芯片，它包含了计算机的基本组成 单元，如中央处理器、存储器、输入输出接口等。它具有 体积小、功耗低、可靠性高等优点，广泛应用于各种嵌入 式系统中。
单片机的种类和特点
基于单片机的语音播报器设计【毕业作品】
BI YE SHE JI( 届)基于单片机的语音播报器设计Design of the voice broadcast based on MCU所在学院电子信息学院专业班级电子信息工程学生姓名学号指导教师职称完成日期年月日摘要人们在现代社会工作繁多时间紧凑，生活节奏快速增加，合理的安排和遵守时间成为每个人的愿望，本文介绍的智能记事器，采用语音播报，随着语音芯片的普及，语音报播被广泛应用于车站报站器，语音型数字万用表，公交车语音报站器等。
可快速直观的给人们提醒工作日程，将成为人们生活中的好帮手。
本文提出了基于AT89C51 单片机的语音播报器的设计方案。
方案以单片机作为系统的控制核心，详细介绍了ISD 公司生产的ISD4004 语音芯片的优点及其使用方法。
并且给出了用AT89C51 与ISD4004 构成的语音系统的硬件原图和软件设计方法。
采用ISD 单片语音录音/放音集成电路系列中的ISD4004 实现了语音的存储和播放，使语音音质自然真实。
ISD4004 不需要A/D 和D/A 转换，并且集成度高，能实现复杂的信息处理功能，真实的再现语音。
实现了当按下开始键，启动录音，松开开始键，结束录音。
结束录音后，循环播放所录音的基本功能。
并且录放系统具有电路简明、应用方便、单片录放、不怕掉电、音色纯正、性价比高等特性。
关键词：电子信息；单片机；语音芯片；ISD4004AbstractPeople in modern society are compact work schedule, with the accelerated pace of life, reasonable arrangements for time and comply with the time is the desire of everybody, this paper introduces the intelligent recorder, using voice broadcast, with the speech chip popularization, voice broadcast is widely used in stations stations, digital multimeter voice, bus voice station reporting device. Fast intuitive reminds work schedule, people's lives will become the powerful assistant.This article proposed based on AT89C51 single chip voice broadcast device design. Solution to SCM as the core of the control system, introduces in detail the production company ISD ISD4004 voice chips advantages and its using method. And this paper gives the AT89C51 and ISD4004 voice system hardware and software design methods. Using ISD single chip voice recording / Playback IC Series in ISD4004 realize the voice storage and playback of speech quality, make natural truth. ISD4004 does not require A / D and D / A conversion, and the integration degree is high, can realize the complex information processing function, the true representation of speech. Realized when press the start button, start recording, release the start button, the recording is ended. End recording, playback of the recording of the basic functions of circulation. And recording system having a circuit concise, convenient application, monolithic recording, not afraid of power, pure sound, cost-effective higher characteristic.Key words: electric information; single chip; voice chip; ISD4004目录1引言 (1)2系统设计方案 (2)2.1总体设计方案 (2)3硬件电路设计 (3)3.1微处理器AT89C51 (3)3.1.1 AT89C51单片机的引脚 (3)3.1.2 AT89C51单片机部分系统 (4)3.1.3 AT89C51单片机电源电路 (5)3.1.4 AT89C51单片机复位电路 (5)3.1.5 AT89C51单片机时钟电路 (6)3.2ISD4004语音模块 (6)3.2.1扬声器和话筒 (8)3.3A LTIUM D ESIGNER设计硬件电路 (8)4软件设计 (10)4.1总体程序流程图 (10)4.2语音录制存储模块 (11)4.2.1录音部分子程序简介 (12)4.2.2结束录音部分子程序简介 (12)4.3语音播放模块 (13)4.4AT89C51工作模式 (14)4.4.1工作模式寄存器TOMD (14)4.4.2控制寄存器TCON (15)4.5ISD4004工作模式 (15)4.6 KEIL C51软件的使用 (17)5结论 (19)6致谢 (20)参考文献 (21)附录1 系统实物图 (22)附录2 系统实验原理图 (23)附录3 语音模块PCB布线图 (24)附录4 毕业设计作品说明书 (25)附录5 程序 (26)主程序： (26)放音录音部分子程序 (28)1引言随着人类社会的不断进步，随着语音芯片的普及，语音报播被广泛应用于车站报站器，语音型数字万用表，出租车语音报站器，排队机等，并且面向家庭个人使用的方向发展，更加人性化。
基于单片机C8051F020的声源定位系统
张 俊 李 伟 吴 磊 陈 淼 （ 浙江理工大学信息电子学院， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ８ ）
摘 要
为 了能精 确判 断声 源的 位 置 ， 设 计 了一 种 ４路 高精 度 拾 音 ， 单 片机 Ｃ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０控 制 的 声 源 定位 系统 。 该 系统 采 用 基 于到达时差的方法来确定移动声源的位置。先获得声音信号到达拾 音器对的时间差 ， 根 据 到 达 时 间 差 和 拾 音 器 的 位 置 获
等优点 ， 广泛 应 用 于 录音 机 和 收 音 机 之 中 。 功 率 放 大 后 的 信 号 输 入至蜂呜喇叭发声 ， 产生声源信号 。 使 用 的 喇叭 为 ８ Ｑ／ ２ Ｗ。 如 图
基于STM32的声音定位系统
基于STM32的声音定位系统引言声音定位技术是近年来备受关注的一项技术，它可以通过声音信号的接收和处理，确定声源的位置。
这项技术在军事、安防、医疗等领域均有着广泛的应用，而随着技术的发展，声音定位系统也逐渐向普通民用领域渗透。
为了满足市场对于声音定位系统的需求，一些厂家推出了基于STM32的声音定位系统。
本文将介绍基于STM32的声音定位系统的设计及实现方法。
一、声音定位系统的工作原理声音定位系统是通过多个麦克风阵列收集声音信号，并利用算法处理声音信号，从而确定声源的位置。
通常，声音定位系统包括声音采集模块、数字信号处理模块和控制模块。
声音采集模块：声音采集模块采用多个麦克风构成的麦克风阵列，用于接收来自不同方向的声音信号。
多个麦克风可以接收到同一声源的声音信号，并通过麦克风之间的时间差或声音强度差来确定声源的位置。
数字信号处理模块：声音信号采集后，需要进行数字信号处理，一般包括信号滤波、时域分析、频域分析、噪声抑制等处理步骤。
处理后的声音信号可以更准确地确定声源的位置。
控制模块：控制模块通常采用微处理器或嵌入式系统，用于控制声音采集模块和数字信号处理模块的工作，并根据处理结果确定声源的位置。
二、基于STM32的声音定位系统的设计与实现基于STM32的声音定位系统通常包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计：声音定位系统的硬件设计主要包括声音采集模块、数字信号处理模块和控制模块。
声音采集模块一般采用麦克风阵列，通过多个麦克风接收声音信号。
数字信号处理模块一般采用DSP或FPGA芯片，用于对采集到的声音信号进行处理。
控制模块一般采用STM32系列的单片机，用于控制声音采集模块和数字信号处理模块的工作，并进行数据处理和结果输出。
软件设计：声音定位系统的软件设计主要包括嵌入式软件和PC端软件。
嵌入式软件主要运行在STM32单片机上，用于控制硬件模块的工作，并进行声音信号的处理。
PC端软件一般用于与声音定位系统进行通信，接收处理结果并进行显示、记录等操作。
基于单片机的声音引导跟踪系统
第1章绪论随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高。
由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。
通过声音导航定位，引导机器人往目的地运动，实现机器人的路线选择及较精确定位。
组建基于单片机的的声音导航定位系统，完成整个系统的软硬件设计。
机器人听觉定位跟踪声源系统研究是当前国际上的前沿课题。
它是机器人实现智能化必不可少的一部分，是智能科学研究成果在机器人上的体现。
尽管取得了一些令人鼓舞的成果，但是机器人距离实现智能化还有很长的路要走。
随着脑科学、认知科学和人工智能等学科研究的发展，机器人听觉能力必将产生突破性的进展。
1.1课题研究的目的与意义信号与信息处理学科是信息科学的重要组成部分，该学科水平的高低反映一个国家的整体科技水平。
数字信号处理已在通信、声音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天等领域实现广泛应用。
数字信号处理的主要研究对象是声音信号和图像信号。
现代技术发展中，实现智能化、数字化是控制系统的重要发展方向。
而声音信号的处理是重要应用之一。
滤波是声音信号处理的重要部分，其主要目的是在信号中提取有用信号，屏蔽无用的噪声。
将提取的有用信号进行处理，从而控制硬件实现智能化。
声音控制小车是未来智能化发展的方向之一。
声音定位在人和动物的日常生活中着重要意义。
通过声音导航定位，引导机器人往目的地运动，实现机器人的路线选择及较精确定位。
组建基于单片机的的声音导航定位系统，完成整个系统的软硬件设计。
声音滤波电路在实际生活中有很多应用，可以通过声音的采集滤波实现对某种声音的响应，比如智能声控机器人，通过人的声音对智能机器人实现起名，控制向左、向右行走等。
1第1章绪论1.2课题研究的内容与要求声音定位在人和动物的日常生活中着重要意义。
通过声音导航定位，引导机器人往目的地运动，实现机器人的路线选择及较精确定位。
组建基于单片机的的声音导航定位系统，完成整个系统的软硬件设计。
设计了一个基于单片机的声音引导跟踪系统，利用传声器（MIC）接收从机发出的声音信号，经过前级信号调理电路，完成信号的检测；由主机控制芯片MCU对采集的声音信号进行处理，跟踪声源，计算出与移动声源位置信息，显示出相对关系，从而实现了对移动声源跟踪。
基于单片机的声音导航定位系统的设计
基于单片机的声音导航定位系统的设计关健生(厦门理工学院，福建厦门，361024)摘要：详细阐述了基于单片机的声音导航定位系统的设计过程，并给出了主要电路图。
该系统是以智能小车为运动体的声音定位测控系统，控制器由主从结构的两片STC89C52单片机构成，主芯片同时对三个处于不同位置的声音接收模块的音频信号进行处理和时间差测量，从芯片控制小车上的声源发出音频信号，根据主芯片用无线信号传送过来的误差信号，引导小车往目的地运动,也可实现路线选择及较精确定位 ,使该声音导航定位小车具有智能化。
关键词：单片机；声音定位；无线收发1 引 言 工业生产、生活的自动化都离不开智能化的机器,譬如：人们对太空的探索,对单调工作的替代,在危险环境中的操作等都需借助于智能化的行走、运动机构。
智能小车作为最常用的行走机构在工业生产与生活中得到了广泛的应用。
本文结合开发实例,阐述了基于单片机的声音导航定位系统小车的设计过程2 设计过程2. 1整个系统由2片STC89C52单片机组成，可分为以下这几个模块：周期性音频脉冲信号产生模块，声音接受、处理电路，无线电收发模块，NEC电机驱动及声光指示模块。
系统方框如图1所示。
2. 2系统的工作流程1)启动MCU1、音频接收装置及无线电发送装置。
MCU1通过音频接收装置对音频信号进行实时监控。
2)启动MCU2、音频发生装置，由音频发生装置发出一串间歇的脉冲音频信号。
3)MCU1通过音频接收装置接收音频信号，进行算法处理，将结果由无线电发送装置发送出去。
4)MCU2接收MCU1的无线电引导信号，对电机进行控置，接近目标。
当小车行驶到指定的位置时停止，并发出信号使声光指示装置响应。
压陶瓷片接收声音信号通过NE5532运放组成的音频检测放大电路。
压电陶瓷片由多晶体结构的压电材料锆钛酸铅制成。
在压电陶瓷片的两个底面加上正弦交变电压，它就会按正弦规律发生纵向伸缩，同样压电陶瓷可以在声压的作用下把声波信号转化为电信号。
基于51单片机的语音导盲系统的设计毕业设计
基于51单片机的语音导盲系统的设计摘要本文介绍了一款基于51单片机为核心的语音导盲系统的设计方案。
系统由两部分组成：一时超声眼镜探测器，二是语音提醒器。
探测器主要根据超声获取数据，经单片机处理后由无线模块发送出去。
语音提醒器有单片机控制，接收数据，然后驱动语音芯片提醒。
该系统具有成本低廉、使用方便等优点，是一款通用性较强的理想导盲设备。
研究了一种基于嵌入式体统和超声波测距系统的设计方案，应用移植嵌入式操作系统并给出障碍物检测优化方法，并且根据超声波测距的工作原理对障碍物进行距离测量。
实验结果表明，该系统在自然盲道情况下达到了处理实时性和判断的准确性要求，可较好地服务与盲人的独立出行。
关键词：51单片机语音提醒超声测距无线数传模块导盲系统；AbstractThis page mainly introduce a design of voice guide device based on 51 MCU .The device consists of two parts: Part one ——ultrasound glasses detector , Part two ——voice alarm device. Data gotten from ultrasound glasses detector has been put into process by 51 MCU and then be sent into air by wireless module. After that ,the voice alarm device will get the data from another a voice alarm .Cheap, convenience and other advantages make it a perfect device for blind man.Studies are made on the embedded systems and ultrasonic distance measurement system. Porting embedded operating system and giving optimization method for obstacle detection, and measuring the obstacles distance by ultrasonic ranging works. The experimental results she that the system achieved to deal with circumstance and judge accuracy of real-time requirements in a natural blind road, which may provide better serves for the blind’s independent travel.KEY WORD ：51 MCU V oice alarm Ultrasound detector Wireless module Guide system for blind目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪言 (1)第一节总体方案 (1)第二章硬件电路的设计 (2)第一节超声模块电路 (2)第二节液晶显示电路 (6)第三节语音输出电路 (7)第四节无线模块电路设计 (8)第三章软件设计 (9)第四章结语 (11)致谢 (12)参考文献 (1)第一章绪言盲人群体一直是社会中需要关心的弱势群体，出门不便对于所有盲人患者是一个较大的难题。
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基于单片机的声音导航定位系统的设计
作者：关健生
作者单位：厦门理工学院,福建厦门,361024
刊名：
信息系统工程
英文刊名：CHINA CIO NEWS
年，卷(期)：2009，""(9)
被引用次数：0次
1.李晶皎嵌入式语音技术及凌阳16住单片机应用 2003
2.阎石数字电子技术基础 1998
3.沈红卫基于单片机的智能系统设计与实现 2005
4.马中梅.籍顺心.张凯.马岩单片机的C语言应用程序设计 2003
5.戴伏生基础电子电路设计与实践 2002
6.申功迈.钮文良高频电子线路 2007
1.期刊论文韩毅.吴初娜.李龙飞.HAN Yi.WU Chu-na.LI Long-fei基于到达时差的声音定位系统的研究与实现-计算机工程与设计2010,31(11)
为了解决机器人视觉定位的局限性,使其能精确判断出移动音源所处的位置,提出了一种由3路高精度拾音,2个单片机控制系统.移动发声装置和无线收发模块组成的声音定位系统的原理与实现方法.该系统采用基于到达时差的方法来确定移动音源的位置,先获得声音信号到达拾音器对的时间差,再根据到达时间差和拾音器的位置获得移动音源的位置.实验结果表明,该定位方法具有结构简单、精度较高等优点,可满足对机器人利用声音进行定位的需要.
本文链接：/Periodical_xxxtgc200909033.aspx
授权使用：东北大学(dbdx)，授权号：2741d4bd-8441-4d77-a1a5-9e0f01107b61
下载时间：2010年10月14日。