【正文】 .........................10 ............................................................................................................................11 ............................................................................................................................14 辨識結(jié)果輸出 ...................................................................................................................16 集成開發(fā)環(huán)境 IDE............................................................................................................176 調(diào)試測試結(jié)果 ...............................................................................................17 電機驅(qū)動板調(diào)試 ...............................................................................................................18 軟件調(diào)試 ...........................................................................................................................197 結(jié)論 ...............................................................................................................20謝 辭 .................................................................................................................22參考文獻 .............................................................................................................23附錄 1..................................................................................................................24附錄 2..................................................................................................................25引言近年來, 消費類電子產(chǎn)品中智能化趨勢日益明顯, 其中語音識別技術(shù)的應(yīng)用起到了關(guān)鍵的作用。語音識別技術(shù)是實現(xiàn)人機通信的一種重要的技術(shù)手段，語音識別與語音合成技術(shù)的結(jié)合使人們能夠擺脫鍵盤，通過語音命令實現(xiàn)控制功能。語音技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一個具有競爭性的新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，語音識別產(chǎn)品在人機交互應(yīng)用中已經(jīng)占到越來越大的比例。從實現(xiàn)手段看, 當(dāng)前以電子技術(shù)為基礎(chǔ), 實現(xiàn)語音識別可以利用單片機、數(shù)字信號處理器(DSP)或語音識別專用集成電路芯片來完成, 從設(shè)計成本、功能實現(xiàn)程度等綜合來看, 利用單片機來實現(xiàn)語音識別是一種高性價比的方法。根據(jù)對說話人依賴程度的不同, 語音識別技術(shù)可以分為特定發(fā)音人識別和非特定人語音識別, 前者只能識別特定訓(xùn)練人的語音命令, 后者則可以識別一群人的語音命令。另外, 根據(jù)識別詞匯量的大小, 語音識別系統(tǒng)可以分為小字表、中字表、大字表以及無限字表的識別系統(tǒng)。根據(jù)對說話方式的要求, 又可以分為連續(xù)語音識別系統(tǒng)、連接詞語音識別系統(tǒng)以及孤立詞語音識別系統(tǒng)。本文研究了基于凌陽 SPCE061A 單片機的孤立詞、小字表、特定發(fā)音人語音識別技術(shù), 并成功地將其應(yīng)用于語音控制調(diào)光調(diào)速儀的設(shè)計中。1 任務(wù)要求 設(shè)計任務(wù)本課題主要內(nèi)容為設(shè)計一個基于單片機的聲控調(diào)光調(diào)速儀。（1）利用單片機作為核心對語音信號進行處理和控制；（2）能對相應(yīng)的語音信號進行調(diào)光調(diào)速的調(diào)節(jié)。 設(shè)計要求（1）利用凌陽單片機開發(fā)板上的語音識別模塊，燈的控制實現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié)，同時控制電機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的控制（2）燈光調(diào)節(jié)分為 10 個等級，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)分為 5 個等級。（3）使用 lcd1602 顯示燈光亮度等級和轉(zhuǎn)速等級。2 方案論證 方案比較方案一：系統(tǒng)采用 MCS51 單片機 AT89S52 作為控制核心，由單片機自帶計數(shù)器計數(shù)來完成頻率、脈寬的測量，計數(shù)值再由單片機讀取，單片機完成運算、控制及顯示功能。同時用麥克風(fēng)采集語音信息，將采集到的語音信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號儲存到 flash內(nèi)存芯片。然后在利用麥克風(fēng)采集需要識別的語音信息與儲存在 FlASH 內(nèi)存芯片進行比較。該方案的特點是硬件電路復(fù)雜，同時工作速度低，精度差，難以達到設(shè)計要求。方案二：系統(tǒng)采用 PC 作為控制核心，利用一塊 DSP56F805 芯片對語音信號采集并傳至 PC 作為語音識別的模板。用另一塊 DSP56F805 芯片作為輸出控制信號。該方法方案的特點是硬件電路簡單，但是不便于攜帶，輸出端口少，難以達到設(shè)計要求。方案三：系統(tǒng)采用 MCS51 單片機凌陽 SPCE061A 單片機控制核心，其內(nèi)集成 FLASH存儲器、SRAM 數(shù)據(jù)存儲器、通用 I/O 端口、定時器/計數(shù)器、中斷控制、CPU 時鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D、DAC 輸出等。該方案由于采用單片機技術(shù)，使其具有智能化的特點，簡化了硬件電路， 提高了測量精度， 同時也能利用軟件對測量誤差進行補償，并能方便地對系統(tǒng)進行功能擴展與改進。 方案確定 分析以上三種方案的優(yōu)缺點，方案三具有更大的優(yōu)越性、靈活性，因此采用方案三作為具體實施的方案。3 系統(tǒng)框圖介紹在本次設(shè)計中，主要用凌陽 SPCE061A 單片機做為主要芯片，用于處理語音數(shù)據(jù)和輸出控制信號。如圖 所示，這是本設(shè)計的整體框圖，分為三個部分。語音輸入和輸出部分，SPCE061A 單片機處理部分，功能實現(xiàn)部分。圖 系統(tǒng)框圖麥克風(fēng)喇叭SPCE061A單片機電機驅(qū)動 直流電機LED 燈1602LCD 顯示語音識別主要分為兩部分，第一是語音學(xué)習(xí)，通過麥克風(fēng)輸入語音，讓凌陽SPCE061A 單片機接收語音數(shù)據(jù)，并存儲在 Flash 存儲器。另一部分是語音識別，在語音學(xué)習(xí)完成后，通過麥克風(fēng)再次輸入語音信號，凌陽 SPCE061A 單片機接收到語音信號與儲存在 Flash 儲存器的語音數(shù)據(jù)進行比對，比對成功后輸出相對應(yīng)的動作信號。SPCE061A 是繼 μ’nSP?系列產(chǎn)品 SPCE500A 等之后凌陽科技推出的又一款 16 位結(jié)構(gòu)的微控制器。與 SPCE500A 不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A 里只內(nèi)嵌 32K 字的閃存（FLASH）。較高的處理速度使 μ’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。因此，與 SPCE500A 相比，以 μ’nSP?為核心的 SPCE061A 微控制器是適用于數(shù)字語音識別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟的選擇。功能實現(xiàn)主要是能對燈的亮度和電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，在這次設(shè)計中，使用的是直流電機，并用 LCD1602 顯示亮度和轉(zhuǎn)速等級。4 硬件系統(tǒng)介紹 凌陽 SPCE061A單片機學(xué)習(xí)開發(fā)板凌陽 SPCE061A 單片機學(xué)習(xí)開發(fā)板簡稱“61 板”，是以凌陽 16 位單片機 SPCE061A為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板，大小相當(dāng)于一張撲克牌， “61 板”除了具備單片機最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，采用電池供電。 “61 板”硬件框圖及簡要說明如圖 所示，為“61 板”硬件框圖。圖 “61 板”框圖PROBES5EZ_PROBEJ3POWER74HC244SPY0030MICPOWERSLEEPOSCVRTR/CSPCE061A(PLCC84)PLL RESETK3 K2 K1K4PORTBPORTA106mm72mm下面說明“61 板”框圖的各個部分。表 框圖說明POWER 5vamp。 PLL 鎖向環(huán)外部電路 Power－電源指示燈Sleep－睡眠指示燈RESET 復(fù)位電路 K4 復(fù)位按鍵 PROBE 在線調(diào)試器串行5pinS5 EZ_PROBE和PROBE切換的3PIN單排針 J3 2pin喇叭插針 EZ_PROBE 下載線的5pin接口 DAC 一路音頻輸出電路 MIC 麥克風(fēng)輸入電路 OSC 32768晶振電路 VRT A/D轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入接口 R/C 其他外圍電阻電容 K1~K3 擴展的按鍵：接IOA0~IOA2 PORTA/B 32個I/O口 SPCE061A 61板核心：16位微處理器 SPCE061A 單片機介紹隨著單片機功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（DSP，Digital Signal Processing）等領(lǐng)域。SPCE061A 是一款 16 位結(jié)構(gòu)的微控制器。它的 CPU 內(nèi)核采用凌陽最新推出的 16 位微處理器芯片（以下簡稱 181?！痭SP?）。圍繞 181。’nSP?所形成的 16 位 181?！痭SP?系列單片機（以下簡稱 181?！痭SP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以 181?！痭SP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的 ROM、RAM 和功能豐富的各種外設(shè)接口部件。SPCE061A 主要包括輸入/輸出端口、定時器/計數(shù)器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、串行設(shè)備輸入輸出、通用異步串行接口、低電壓監(jiān)測和復(fù)位等部分，并且內(nèi)置在線仿真電路 ICE 接口，較高的處理速度使其能夠快速的處理復(fù)雜的數(shù)字信號。SPCE061A 的結(jié)構(gòu)如圖 所示：圖 SPCE061A 的結(jié)構(gòu) 電機驅(qū)動系統(tǒng) 電機電路的設(shè)計方案一：使用步進電機，可以利用凌陽“61”單片機本身自帶的 PWM 功能輸出端口對步進電機的控制，其特點是電路簡單，但是要用到單片機 PWM 功能就要不斷地調(diào)用中斷來控制脈寬。這會影響到不斷進行的語音識別的中斷系統(tǒng)，所以這個方案會影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。方案二：使用的是直流電機。所以選擇利用數(shù)字電阻控制集成電路 LM2679 獲得性價比較高的可調(diào)電壓電源用來驅(qū)動直流電機。雖然這個方案所涉及到的電路設(shè)計較復(fù)雜，但只用想 LM2679 集成電路輸出高低電平就能控制直流電機的轉(zhuǎn)動，降低了整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。所以通過以上兩個方案的比較，我選擇第二個方案，因為第二個方案較易實現(xiàn)保持整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在這次設(shè)計中的電機驅(qū)動系統(tǒng)中主要用了數(shù)字電阻控制集成電路 LM2679 芯片用來獲得可調(diào)的電壓，用來調(diào)節(jié)直流電機的轉(zhuǎn)數(shù)，同時使用 JQC16F 繼電器來控制直流電機的轉(zhuǎn)向。還有用 7805 穩(wěn)壓模塊穩(wěn)定電機驅(qū)動系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)定。 電機驅(qū)動硬件框圖及簡要說明如圖 所示，為電機驅(qū)動硬件框圖，下面說明電機驅(qū)動硬件框圖的各個部分。16 位微控制器u39。nSPTM+ICEFLASHRAM雙 16 位定時器/計數(shù)器時基中斷控制鎖相環(huán)振蕩器CPU 時鐘實時時鐘7 通道 10 位 ADC單通道 ADC+AGC雙通道 10 位 DAC串行輸入輸出接口低電壓監(jiān)測/低電壓復(fù)位Watchdog串行異步通訊接口32 管腳通用輸入輸出端口IOB7（RXD） IOB10（TXD） IOB0（SCK）IOB1（SDA）ICEENICESCKICESDAVcpXI/RXOMICINAUD1AUD2IOA15—0 IOB15—0J1J4LM2679JQC16FJ5S1L1123mm83mmPOWER圖 電機驅(qū)動硬件框圖表 框圖說明POWER 8v~40V供電電路 J1 外部信號出入端Power－電源指示燈 L1 去抖動電感S1 電源開關(guān) J5 信號輸出端LM2679 數(shù)字電阻控制集成電路LM2679 芯片 JQC16F 繼電器 LM2679 集成電路LM2679 單片集成電路是一種電壓變換器，它有較高的變換效率，最大輸出電流可達 5A，輸出電壓可以為固定電壓 、5V、12V 或可調(diào)。LM2679 系列產(chǎn)品具有過熱保護和限流短路保護功能。它的輸出電壓精度優(yōu)于177。2％。由于電壓轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部由少量的元器件組成，并采用了高頻振蕩技術(shù)，使得該芯片的體積小、速率高、功能強。在DC/DC 電源設(shè)計中，選用 LM2679 單片集成電路可以大大簡化設(shè)計步驟和減少外圍元器件的個數(shù)。　L