基于lm3s811的聲控輪式機器人-文庫吧
2025-01-03 14:40 本頁面
【正文】 開發(fā)一套語音識別軟件配合上述硬件組成一個語音采集識別模塊。方案二：采用ICRoute公司生產(chǎn)的LD3320高性能語音識別芯片和相關(guān)外設。對上述兩個方案進行比較可見，方案一中的語音采集識別軟件工程編寫繁雜沉重且難以實現(xiàn)，故而放棄方案一。反觀方案二，由于LD3320芯片集成了語音識別處理器和外部電路，其中包括16位的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、麥克風、音頻輸出等接口，且不需要外接諸如Flsha、ARM等多余的輔助芯片，故而本設計選擇方案二。 輪式機器人調(diào)速系統(tǒng)由于本設計的動力控制模塊所采用的是直流減速電機，所以就本系統(tǒng)而言，運用可控的直流電源即可達到直流調(diào)速。現(xiàn)列出較常用的直流調(diào)速系統(tǒng)。方案一：旋轉(zhuǎn)變流機組，即用交流發(fā)電機給所需要調(diào)速的直流電機供電。這個過程中調(diào)節(jié)交流發(fā)電機的勵磁電流即可改變其輸出的電壓，從而達到對直流電機控制調(diào)速的目的。方案二：脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation）， 簡稱PWM，即由微處理器輸出一組數(shù)字信號，可以調(diào)節(jié)其晶閘管的導通時間（占空比），即通過改變脈沖寬度來增加或者減小輸出電壓的平均值，借此來控制直流電機驅(qū)動器，以達到控制直流電機運行的目的。由此比較上述兩個方案，由于方案一中所取設備較多，體積較大，成本很高，維護不方便等劣勢，故不采用方案一。而由于PWM操作方便，功耗極小，而且尤為重要的是其控制效率極高，綜上所述，本設計的調(diào)速系統(tǒng)選擇方案二。 控制系統(tǒng)方案一：由低通濾波器和功率放大器組成的濾波放大電路結(jié)合H橋組成的系統(tǒng)。當PWM通過低通濾波器整流以后，輸出的信號會被整流為直流，再經(jīng)由功率放大器，對整流過的信號進行放大處理，由此進入H橋，通過H橋的特性來控制輪式機器人的運轉(zhuǎn)。方案二：采用L298N電機驅(qū)動器，由PWM提供L298N電機驅(qū)動器所需要的工作電壓，并相應的改變PWM的占空比來控制直流電機的工作。L298N電機驅(qū)動器是內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，其主要芯片L298N由于工作電壓高，輸出電流大等特點，受到了控制行業(yè)廣大愛好者的使用。對比此前的兩個方案，方案一明顯的比方案二復雜許多，且進過對比實驗得出，方案一中由于各種原因?qū)е铝颂幚砥髌脚_的電壓對方案一模塊造成了很大的干擾，故而與較為簡單的方案二比較而言，更傾向與方案二，所以本組就控制系統(tǒng)而言，選擇方案二。 本系統(tǒng)介紹本系統(tǒng)以CortexM3系列的LM3S811芯片為基礎(chǔ)，以LD3320語音模塊和L298N直流電機驅(qū)動器為助理實現(xiàn)了一個語音識別控制的輪式機器人。由語音接收麥克風接收到相應的語音指令，經(jīng)由LD3320芯片進行非特定語音識別后再由其芯片內(nèi)部的16位A/D將相應的語音命令轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送到LM3S811中，繼而改變LM3S811輸出的PWM的占空比來控制L298N的運轉(zhuǎn)，從而達到運用語音操控輪式機器人的目的。其整體框圖如下。 系統(tǒng)總體框圖3. 系統(tǒng)硬件設計本系統(tǒng)硬件部分由以下三部分組成：最小系統(tǒng)、語音識別模塊、控制模塊，下面對其分別介紹。 最小系統(tǒng)本最小系統(tǒng)主要包括LM3S81時鐘電路、復位電路等。系統(tǒng)整體以LM3S811為核心。LM3S811含有豐富的片上外設資源，如ADC、看門狗、PWM、SPI等。本系統(tǒng)未使用LM3S811片上的看門狗和SPI模塊，而只使用了其片上的PWM、ADC、GPIO及SSI等模塊，無需擴展外部ROM等。而LM3S811協(xié)調(diào)著整個系統(tǒng)各個模塊的有序工作及承擔著語音信號處理的任務。
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