基于凌阳单片机的语音控制小车---毕业设计 - 副本
基于凌阳spce061a单片机声控小车的设计(Word)

本科毕业论文(设计)题目: 基于凌阳SPCE061A声控小车的设计院系:物理与电子信息科学系专业:电子信息科学与技术******学号:************指导教师:***教师职称:讲师填写日期:2011年5月10日摘要语音识别是一门复杂的技术,它不仅包括语音的录制、播放、识别,还涉及语音信号的采集、压缩编码和解码等各项技术。
以往做语音识别有一般有两种途径。
一种是采用单片机进行扩展设计,另一种是利用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。
SPCE061A是凌阳科技推出的一款16位μ'nSP结构的微控制器,论文对系统的硬件电路和软件设计进行了分析与设计。
该系统具有结构简单, 很高的性价比,便于推广和应用。
借助于SPCE061A提供的语音特色,外只需设计一个H桥电机驱动电路,就比较容易实现语音控制小车的前进、后退、左转、右转停车等基本功能;关键字:SPCE061A、语音识别、声控小车、单片机。
AbstractSpeech recognition is a complex technology, which includes not only voice recording, playback, recognition, speech signal is also involved in the collection, coding and decoding and other technologies. Speech recognition in the past have usually done in two ways. A microcontroller is used to extend the designer, and the other is the use of specialized voice processing chips. Often fail to achieve common SCM process and algorithm of this complexity, even if we manage to achieve a lot of peripheral devices also increases.Sunplus SPCE061A is the launch of a 16-bit microcontroller μ'nSP structure, the paper system of hardware and software design analysis and design. The system is simple, highly cost-effective, easy promotion and application.With SPCE061A provides voice features, just outside the design of a H bridge motor drive circuit, relatively easy to implement voice control for car forward, backward, turn left, turn right to parking and other basic functions;Keywords: SPCE061A; speech recognition; voice-activated car; microcontroller.目录前言 (1)第一章语音识别的发展及前景 (2)第一节语音识别的发展历史 (2)第二节语音识别技术的应用前景 (3)第二章凌阳音频 (5)第一节音频背景知识 (5)第二节语音压缩编码基础 (5)第三节常见的几种音频压缩编码 (6)第四节语音合成、辨识技术的介绍 (7)第三章凌阳SPCE061A单片机简介 (9)第一节音频压缩算法的编码标准及分类 (10)第二节凌阳常用的音频形式和压缩算法 (10)第三节凌阳语音的播放、录制、合成和辨识 (11)第四节语音识别系统结构 (11)第四章语音控制器总体设计 (13)第一节设计要求 (13)第二节 61板简介 (14)第三节小车车体简介 (15)第五章语音控制器硬件设计 (17)第一节电源设计 (17)第二节 SPCE061A最小系统 (18)第三节程序下载模块 (19)第四节声音采集模块 (20)第五节播音模块 (21)第六节电机驱动电路的设计 (21)第六章语音控制器软件设计 (23)第一节凌阳u'nSP IDE的项目结构 (23)第二节声音压缩 (24)第三节语音录制 (26)第四节语音播放 (27)第五节语音识别 (29)第七章程序设计 (30)第一节主程序设计 (30)第二节功能子程序设计 (32)第三节语音资源表配置 (36)结论 (37)致谢 (38)主要参考文献 (39)附录 (40)附录A 元器件清单 (40)附录B 61板电路图 (41)前言单片机作为计算机技术的一个重要分支、嵌入式系统的先头兵,广泛应用于工业控制、智能仪器、机电一体化、家用电器、智能产品、个人数字处理领域。
基于凌阳SPCE061A的语音控制小车设计

语音控制是最为直接的人机对话方式,而小车以其生动、典型、学习形式喜闻乐见、涉及知识面广等特点,可作为电子类专业同学们学习、实践的良好载体。
凌阳SPCE061A单片机,具有简单的语音处理功能,不需要外挂语音处理芯片,因此采用SPCE061A作为主控芯片。
1、智能小车总体结构框图:智能小车主要由语音接收、语音处理、语音播报和机械控制四大部分组成,如图1所示。
图1智能小车总体结构框图系统以SPCE061A单片机为核心,实时接收来自控制人的语音命令,提取其特征码,与预先存储在ROM中的特征码比较,若相符则进行如下操作:(1)通过语音播报电路重复当前命令。
(2)根据命令控制驱动电路及转向电路执行相应操作。
2、语音信号接收模块SPCE06lA语音单片机片内集成有7通道10位电压A/D转换器和单通道声音A/D转换器,以及2个10位D/A转换输出通道。
声音A/D转换器输入通道内置麦克风放大器并具有自动增益控制(AGC)功能,专门用于对输入的语音信号进行采样,并使进入该通道的模拟信号维持在最佳电平。
因此外围电路可设计的相对简单,如图2所示。
话筒的偏压由SPCE06lA的VMIC、VCM脚提供。
声音输入模块只需外接1个话筒、5个电阻和5个电容。
图2语音接收模块3、语音播报模块语音播报由双通道10位D/A输出接口DAC1外接扬声器来实现,采用PNP三极管8550作为功放,具体电路参见图3。
图3语音播报模块4、机械控制模块结构及工作原理小车为轮式结构,机械控制模块分为转向机构和驱动机构。
转向机构由步进电机、转向架和两个前轮组成。
单片机接收到转向命令后控制步进电机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,从而实现精确转向。
考虑到小车在转向时内、外侧车轮的转弯半径不同,所以内外侧驱动轮的转速也应不同。
所以驱动机构采用双电机驱动方案,包括两个电机和两个后轮,如图4所示。
单片机课程设计报告---语音控制小车

课程设计说明书(论文)课程名称:单片机课程设计设计题目:语音控制小车院系:自动化测试与控制系班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:2011.8.22-2011.9.2课程设计任务书姓名:院(系):专业:测控技术与仪器班号:任务起至日期:2011 年8 月22 日至2011年9月02日课程设计题目:语音控制小车设计要求和技术参数:一、功能要求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。
主要功能:1.可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、倒车、左拐、右拐功能;2.可以增加左转弯、右转弯、S形走等功能;3.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;4.可以在行走过程中声控改变小车运动状态;5.在超出语音控制范围时能够自动停车。
二、参数说明车体:双电机两轮驱动供电:电池(三节AA:1.5V×3)工作电压:DC 4V~6V工作电流:运动时约200mA尺寸:155mm×85mm×35mm(长×宽×高)(如果加上61板高再加15mm)工作量学习凌阳单片机熟悉凌阳单片机开发环境及程序流程设计和编写程序装载调试运行各种拟实现的功能撰写结题报告准备验收工作计划安排学习凌阳单片机 8.23---8.24熟悉凌阳单片机开发环境及程序流程设计和编写 8.25---8.26程序装载调试运行各种拟实现的功能 8.29---8.30撰写结题报告准备验收 8.31---9.1同组设计者及分工同组人:分工:共同完成凌阳单片机学习过程;其余所有部分独立完成。
指导教师签字___________________年月日教研室主任意见:教研室主任签字___________________年月日*注:此任务书由课程设计指导教师填写。
单片机课设报告一、课设目的及要求(1)课题目的通过设计一个由单片机控制的智能小车来熟悉模块化变成方法掌握C语言及汇编语言的程序设计和调试方法,并理解单片机的原理、结构、指令、运行模式功能模块及应用开发方法。
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【摘要】本文主要介绍了Keil C51简介、汇编语言的发展、智能小车的软件实现,以及小车的机械结构和使用说明以及工作原理。
基于单片机技术的语言控制小车的程序。
关键词:语音控制、汇编语言Abstract: This text primarily introduced the keil c51 the brief introductioned, edit collected materials language that small car of development, intelligence that software realizes, and small car of the machine construction explain with usage and work principle.According to procedure for small car of control of language of technique machine of single slice.It is detailed to introduced......Key words:Speech control, edit collected materials the language、uVision2、Keil C51目录1 绪论 (1)1.1问题的引入 (1)1.1.1声控产品前景及发展趋势 (1)1.1.2研究的目的及意义 (1)2 声控小车软件的设计方案 (3)2.1任务分析 (3)2.1.1设计要求 (3)2.1.2设计思路及软件流程图 (3)图2-1 (3)3 KEIL C51简介及汇编语言的发展 (4)3.1K EIL C51简介 (4)3.1.1 8051开发工具 (4)3.1.2 uVision2集成开发环境 (4)3.1.3 uVision2编辑器和调试器 (5)3.2汇编语言的发展 (6)3.2.1汇编语言的发展史 (6)3.2.2 汇编语言的优点 (6)3.2.3 汇编语言的应用 (6)4 小车使用说明 (8)4.1小车的工作原理 (8)4.1.1 车体的介绍及工作原理 (8)4.2语音的训练 (9)4.2.1 S1—S4功能键如下 (9)4.2.2 基本控制电路 (10)5 声控小车的软件实现 (11)5.1功能分析 (11)5.1.1主控电路 (11)5.2程序设计 (12)结束语 (18)谢辞 (19)文献 (20)1 绪论本文主要介绍“基于单片机技术的语音控制小车”。
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--(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。
单片机语音遥控小车的设计论文

摘要随着电子、信息技术的飞速发展,语音识别被广泛的应用在各个领域。
常见的应用领域有:语音输入系统,如于键盘输入方法;语音控制系统,如工业控制、语音拨号系统、智能家电、声控智能玩具等;智能对话查询系统,银行服务、股票查询服务等等。
当然这些应用都要建立在对语音的准确识别的基础上。
本项目主要采用凌阳科技公司的一款SPCE061A单片机进行设计,主要利用它特有的语音识别功能来实现对小车行驶状态的控制。
比如输入预先训练好的语音命令“前进”,小车根据命令向前行驶一段距离,输入“左转”,小车向左转弯。
利用语音命令代替了传统的遥控手动控制。
小车接收命令的同时,向外界发出语音信号,从而实现人车之间的简单的交互。
为减小声音信号衰减,以及外部声音信号的干扰对语音命令的干扰造成的误差,本设计采用无线高频信号发送的模式,来实现语音命令的传送,即设计中采用两个SPCE061A单片机控制系统,第一个专门负责语音信号的采集,然后发送语音命令的编码。
另外一个根据接收的语音命令编码,来控制小车的行驶状态。
采用固定码PT2262无线发射模块和PT2272接收模块。
关键词SPCE061A PT2262 PT2272 语音控制智能小车目录摘要 (I)ABSTRACT (Ⅱ)1 引言 (1)2 背景介绍 (1)2.1 选题背景 (1)2.2 研究的目的及意义 (2)3 设计要求 (2)3.1系统功能 (2)3.2基本参数 (2)4 方案论证 (2)4.1 方案一 (2)4.2 方案二 (3)4.3 方案三 (3)4.4 方案比较 (4)5 系统硬件设计 (4)5.1系统总体方案介绍 (4)5.2SPCE061A单片机 (5)5.3SPCE061A最小系统 (6)5.4电源 (7)5.5无线发射接收模块PT2262PT2272 (8)5.6小车控制板 (9)5.7小车车体架构 (12)5.8SPCE061A精简开发板 (13)5.9系统实物图 (13)6 系统软件设计 (15)6.1软件结构 (15)6.2语音识别原理简介 (16)6.3训练子程序 (17)6.4语音识别子程序 (18)6.5动作子程序 (19)6.6中断子程序 (20)7 操作步骤 (21)7.1硬件连接 (21)7.2代码下载 (21)8 测试 (21)9 结论 (22)参考文献 (22)致 (23)附录 (24)基于SPCE061A单片机的语音遥控小车的设计1引言随着电子、信息技术的飞速发展,语音识别被广泛的应用在各个领域。
毕业设计(论文)-基于单片机的声控小车设计

毕业设计题目基于单片机的声控小车设计姓名学号系部理工系年级专业2012级电子信息工程一班指导教师2016年 5月 1 日摘要在过去三四十多年来,声控智能小车逐渐成为人们生活的必需品,声控智能小车为人们的居住、出行以及旅游等方面创造力良好的条件。
随着社会经济和科学技术的逐步发展,声控智能小车的设备也不断地进行更新换代,优秀的声控智能小车控制系统层出不穷。
另一方面,随着城市人口的剧增,声控智能小车面临需求量越来越大,传统的声控智能小车测量遥控时操作麻烦,精度不高。
声控智能小车使用者因为精度不高或者操作繁琐的情况时有发生,给声控智能小车声控智能小车使用者带来很多不便。
基于这种原因,现在声控智能小车急需增加在一定遥控范围内的功能系统,来解决声控智能小车面临的上述问题。
本文正是基于以上实际需求,设计了一种新型的基于单片机的声控智能小车控制器的设计系统。
该系统由89C51单片机作为系统控制芯片,在声控智能小车上增加USB电插口,并利用单片机控制在手机充满时自动关闭该口的电源;可以通过人体的声音识别来控制智能小车的前进或者拐弯等动作,可以用定量地控制用户对小车的控制。
关键词:声控智能小车;80C51;程序控制;遥控保护Title V oice control car design based on MCUAbstractIn the past thirty or forty years, the socket has gradually become a necessity in people's lives, outlet for people live, travel, tourism and other aspects of creativity in good condition. With the development of social economy and science and technology, socket equipment is constantly upgrading, excellent control system emerge in an endless stream socket. On the other hand, with the city's population increasing, facing socket demand is growing, the traditional temperature measurement socket operation trouble, the accuracy is not high. Because the socket user accuracy is not high or tedious situations have occurred, to bring a lot of inconvenience to users socket socket. For this reason, now need to increase the socket in a certain temperature range of the digital display system, to solve the problem faced by the socket.This paper is based on the actual demand, design a new design system of socket controller based on mcu. The system by the MCU 89C51 as the system control chip, USB power jack on the socket, and controlled by a single chip on the phone with automatically shut down the power; increase the anti lightning, anti short circuit, overload prevention, anti leakage function and power detection function, can use mobile phone client view this month's electricity.Key words: Socket; 80C51; program control; over current protection目录摘要 (II)1 绪论 (3)1.1 课题研究的背景和意义 (3)1.2 智能声控小车的设计原理 (4)1.3 设计的主要完成工作 (6)2 系统设计理论基础 (7)2.1 系统工作原理 (7)2.2 系统设计要求 (7)3 系统硬件设计 (9)3.1 单片机模块 (9)3.2 继电器模块 (11)3.3 液晶显示电路 (12)3.4 按键电路的设计 (13)3.5 语音识别电路设计 (14)3.6 电机驱动电路 (14)4 系统软件设计 (16)4.1 主程序流程 (16)4.2 语音识别模块编程 (17)4.3 LCD显示程序设计 (18)4.4 键盘接口应用实现 (20)4.5 系统遥控程序的实现 (21)5 系统仿真和调试 (22)5.1 PROTUES仿真软件的介绍 (22)5.2 KEIL软件的介绍 (23)5.3 系统仿真 (23)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录(实物图与源代码) (29)1 绪论伴随着社会科技的发展和经济的进步,声控智能小车由上世纪八十年代的人工操作和遥控设定逐渐被自动控制加模块系统所替代。
声控小车设计论文

声控小车设计中文摘要:声控小车指的是能够在人的语音命令控制下完成具体动作的小车,主要由控制板、驱动电路和车体组成,同时还要编辑合适的软件来具体控制小车的动作。
控制板主要负责软件的写入,能够完成语音信号的压缩、存储、辨识、响应等功能,而驱动电路则能够根据控制板送来的驱动信号对车体上的直流电机和继电器进行控制,从而完成具体的动作。
在本次设计中,控制板我们将采用凌阳公司的16位单片机,驱动电路将根据单片机的控制原理由我们利用模拟器件自己焊接。
软件的编写将主要参考单片机的C语言程序设计,编译环境为凌阳公司的IDE 1.16.1.具体软件编写和硬件功能实现将在正文中详细讲述。
关键词:凌阳16位单片机,语音识别,单片机C语言编程,驱动电路设计英文摘要:The audio-control car is a kind of car that can be controlled by human's voice and can achieve many functions such as Turn-right ,Turn-left, Go-ahead and Back-off.The car is composed of 3 parts: control board, drive board and base. The software should be downloaded in the control board is also necessary. For the control board, it should have 2 qualifications: first, the software can be planted in, second, the voice signal can be compacted, stored, differentiated and responded. For the drive board, it should control the DC motor and the relay directly via the signal that sent by the control board.For this design, we will use the Single Chip Microprocessor (SCM) manufactured by Sunplus Corporation as the control board, so the drive board should be fit for the SCM. The software will be compiled in the IDE 1.6.1 also provided by Sunplus Corporation. The design process will be introduced in the following text in details.Keywords: Single Chip Microprocessor, Audio control, program design.目录:前言 (3)一、硬件电路设计及连接 (3)1.1 SPCE061A (3)1.1.1 SPCE061A总述 (3)1.1.2SPCE061A 性能 (3)1.1.3 选择SPCE061A的理由 (4)1.1.4 凌阳16位单片机SPCE061A实物图 (4)1.1.5 SPCE061A内部结构框图 (5)1.2.车体驱动电路 (6)1.2.1车体驱动电路设计思路 (6)1.2.2实际驱动电路 (7)1.3、小车车底部分 (8)1.4.硬件部分结论 (8)二、软件编写与调试 (9)2.1主程序流程图 (9)2.2 控制口连接方式 (10)2.3.RAM中数据存取方式 (11)2.4语音训练和识别 (12)2.4.1语音命令训练过程 (12)2.4.2语音识别过程 (13)2.5 具体动作的实现 (13)2.6语音命令的重新训练 (14)2.7程序的组成和调试 (14)2.8程序代码下载 (15)三、小车的操作说明: (15)3.1使用方法 (15)3.2使用时的注意事项 (15)四、结论 (16)五、参考书目 (16)正文:前言:本次设计的目的是利用凌阳16位单片机SPCE061A的语音播放和语音识别资源进行语音控制,使小车能在具体的语音命令下完成前进、后退、左拐、右拐的动作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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;SPCE061ABased on Ling Y ang monolithic integrated circuit's voice control carAbstractThe 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。