【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論 文) 基于凌陽(yáng)單片機(jī)的語(yǔ)音無(wú)線控制小車行動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)系 別自動(dòng)化工程系專 業(yè)自動(dòng)化班 級(jí)5060423姓 名申斌宇指導(dǎo)教師顧德英2010年 06月 16日 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 V 頁(yè)基于凌陽(yáng)單片機(jī)的語(yǔ)音無(wú)線控制小車行動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要為了了解語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和無(wú)線傳輸技術(shù)，本次設(shè)計(jì)將這兩個(gè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)控制小車的行動(dòng)，這樣就能在設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)這兩個(gè)先進(jìn)非常普遍并且非常先進(jìn)的技術(shù)，從中學(xué)習(xí)自動(dòng)控制如何在生活中的實(shí)現(xiàn)。利用凌陽(yáng)單片機(jī)的語(yǔ)音功能和無(wú)線傳輸模塊組成了此次設(shè)計(jì)的核心控制裝置，結(jié)合凌陽(yáng)自帶的一系列軟件，組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音無(wú)線控制小車的行動(dòng)。本次設(shè)計(jì)主要是完成了語(yǔ)音訓(xùn)練、語(yǔ)音識(shí)別、無(wú)線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并利用這控制小車的行動(dòng)，這一系列的實(shí)現(xiàn)都是基于凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)為主要微控制器。這次設(shè)計(jì)對(duì)程序上的邏輯要求非常嚴(yán)格。最后本次設(shè)計(jì)對(duì)語(yǔ)音識(shí)別和無(wú)線控制各有一定的參考價(jià)值，閃光點(diǎn)是將兩者組合在一起，這兩個(gè)方向都是目前非常熱門的方向，相信在不久的將來(lái)，將這兩者結(jié)合是必然走向。關(guān)鍵詞：語(yǔ)音識(shí)別，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，小車控制， SPCE061A精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板（61板）The design microcontroller of car action systemcontrolled by voice based Sunplus SCMAuthor: Shenbinyu Tutor: GudeyingAbstractIn order to understand the voice recognition technology and wireless transmission technology, this design bine these two technologies controlled car action, so that you learn in the design is very mon both advanced and very advanced technology, learn how to control life to achieve.The experiment was done voice training, voice recognition, wireless transmission systems, and control car action, but all are based on Sunplus SPCE061A MCU as the main microcontroller. These series of tasks on the logic and design prehensive requirements are very stringent. Finally The design of speech recognition and wireless control have some value, bright spot is bining of two together, these two are currently very popular direction, I believe that this bination is an inevitable trend in the future.Key words: Speech Recognition，Wireless data transmission，Car Control，SPCE061A SCM目 錄摘 要 I目 錄 III1 緒 論 1 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù) 1 語(yǔ)音識(shí)別的發(fā)展前景 1 無(wú)線傳輸技術(shù) 3 無(wú)線傳輸技術(shù)的發(fā)展前景 3 本文研究的主要內(nèi)容 42 整體設(shè)計(jì)方案 5 語(yǔ)音無(wú)線控制小車設(shè)計(jì)要求 5 語(yǔ)音無(wú)線控制小車設(shè)計(jì)整體思路 5 硬件選擇 5 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 凌陽(yáng)16位單片機(jī) 7 SPCE061A簡(jiǎn)介 8 總述 8 性能 8 結(jié)構(gòu)概覽 9 SPCE061A最小系統(tǒng) 10 SPCE061A精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板（簡(jiǎn)稱61板） 11 硬件框圖和簡(jiǎn)要說(shuō)明 11 61板的I/O口功能結(jié)構(gòu) 12 凌陽(yáng)語(yǔ)音處理技術(shù) 16 背景介紹 16 凌陽(yáng)語(yǔ)音的播放、錄制、合成和辨識(shí) 17 語(yǔ)音辨識(shí) 18 無(wú)線傳輸模塊 19 模塊簡(jiǎn)介 19 電路原理圖簡(jiǎn)介 19 億學(xué)通小車 21 功能概述 21 參數(shù)說(shuō)明 22 電路接口說(shuō)明 22 各部分的電路圖 23 小車安裝過(guò)程 264 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29 語(yǔ)音識(shí)別軟件設(shè)計(jì) 29 語(yǔ)音識(shí)別的具體流程 29 程序流程圖 30 詳細(xì)訓(xùn)練流程圖 31 無(wú)線傳輸模塊軟件設(shè)計(jì) 32 初始化過(guò)程 33 數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程 33 數(shù)據(jù)接受過(guò)程 34 整體的發(fā)送接受過(guò)程 35 小車系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 36 小車的端口的控制設(shè)計(jì) 36 小車和61板的連接設(shè)計(jì) 36結(jié) 論 37致 謝 38參考文獻(xiàn) 39附 錄 40附錄A 40 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 53 頁(yè)1 緒 論 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)語(yǔ)音識(shí)別是解決機(jī)器“聽(tīng)懂”人類語(yǔ)言的一項(xiàng)技術(shù)。作為智能計(jì)算機(jī)研究的主導(dǎo)方向和人機(jī)語(yǔ)音通信的關(guān)鍵技術(shù)，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)一直受到各國(guó)科學(xué)界的廣泛關(guān)注。如今，隨著語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)研究的突破，其對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展和社會(huì)生活的重要性日益凸現(xiàn)出來(lái)。以語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如聲控電話交換、信息網(wǎng)絡(luò)查詢、家庭服務(wù)、賓館服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)、銀行服務(wù)、工業(yè)控制、語(yǔ)音通信系統(tǒng)等，幾乎深入到社會(huì)的每個(gè)行業(yè)和每個(gè)方面。廣泛意義上的語(yǔ)音識(shí)別按照任務(wù)的不同可以分為4個(gè)方向：說(shuō)話人識(shí)別、關(guān)鍵詞檢出、語(yǔ)言辨識(shí)和語(yǔ)音識(shí)別。說(shuō)話人識(shí)別技術(shù)是以話音對(duì)說(shuō)話人進(jìn)行區(qū)別，從而進(jìn)行身份鑒別和認(rèn)證的技術(shù)。關(guān)鍵詞檢出技術(shù)應(yīng)用于一些具有特定要求的場(chǎng)合，只關(guān)注那些包含特定詞的句子，例如對(duì)一些特殊人名、地名的電話監(jiān)聽(tīng)等。語(yǔ)言辨識(shí)技術(shù)是通過(guò)分析處理一個(gè)語(yǔ)音片斷以判別其所屬語(yǔ)言種類的技術(shù)，本質(zhì)上也是語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的一個(gè)方面。語(yǔ)音識(shí)別就是通常人們所說(shuō)的以說(shuō)話的內(nèi)容作為識(shí)別對(duì)象的技術(shù)，它是4個(gè)方面中最重要和研究最廣泛的一個(gè)方向。語(yǔ)音識(shí)別聽(tīng)寫(xiě)機(jī)在一些領(lǐng)域的應(yīng)用被美國(guó)新聞界評(píng)為1997年計(jì)算機(jī)發(fā)展十件大事之一。很多專家都認(rèn)為語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)是2000年至2010年間信息技術(shù)領(lǐng)域十大重要的科技發(fā)展技術(shù)之一?！　≌Z(yǔ)音識(shí)別技術(shù)所涉及的領(lǐng)域包括：信號(hào)處理、模式識(shí)別、概率論和信息論、發(fā)聲機(jī)理和聽(tīng)覺(jué)機(jī)理、人工智能等等。語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程實(shí)際上是一種認(rèn)識(shí)過(guò)程。就像人們聽(tīng)語(yǔ)音時(shí)，并不把語(yǔ)音和語(yǔ)言的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、語(yǔ)義結(jié)構(gòu)分開(kāi)來(lái)，因?yàn)楫?dāng)語(yǔ)音發(fā)音模糊時(shí)人們可以用這些知識(shí)來(lái)指導(dǎo)對(duì)語(yǔ)言的理解過(guò)程，但是對(duì)機(jī)器來(lái)說(shuō)，識(shí)別系統(tǒng)也要利用這些方面的知識(shí)，只是如何有效地描述這些語(yǔ)法和語(yǔ)義還有困難。 語(yǔ)音識(shí)別的發(fā)展前景我國(guó)語(yǔ)音識(shí)別研究工作起步于五十年代，但近年來(lái)發(fā)展很快。研究水平也從實(shí)驗(yàn)室逐步走向?qū)嵱?。?987年開(kāi)始執(zhí)行國(guó)家863計(jì)劃后，國(guó)家863智 能計(jì)算機(jī)專家組為語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)研究專門立項(xiàng)，每?jī)赡隄L動(dòng)一次。我國(guó)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的研究水平已經(jīng)基本上與國(guó)外同步，在漢語(yǔ)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)上還有自己的特點(diǎn)與優(yōu) 勢(shì)，并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。其中具有代表性的研究單位為清華大學(xué)電子工程系與中科院自動(dòng)化研究所模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。電子工程系語(yǔ)音技術(shù)與專用芯片設(shè)計(jì)課題組，研發(fā)的非特定人漢語(yǔ)數(shù)碼串連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別精度，達(dá)到94．8％（不定長(zhǎng)數(shù)字串）和96．8％（定長(zhǎng)數(shù)字 串）。在有5％的拒識(shí)率情況下，系統(tǒng)識(shí)別率可以達(dá)到96．9％（不定長(zhǎng)數(shù)字串）和98．7％（定長(zhǎng)數(shù)字串），這是目前國(guó)際最好的識(shí)別結(jié)果之一，其性能已經(jīng) 接近實(shí)用水平。研發(fā)的5000詞郵包校核非特定人連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率達(dá)到98．73％，前三選識(shí)別率達(dá)99．96％；并且可以識(shí)別普通話與四川話兩 種語(yǔ)言，達(dá)到實(shí)用要求?！　?000年7月在北京自然博物館新開(kāi)設(shè)的動(dòng)物展館中展出的具有語(yǔ)音識(shí)別口語(yǔ)對(duì)話功能“熊貓”，采用了我們研發(fā)非特定人連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，在展覽館 這樣高噪聲的環(huán)境下，該識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率也超過(guò)了98％，達(dá)到實(shí)用要求。通過(guò)該系統(tǒng)觀眾與“熊貓”自然對(duì)話可以了解熊貓的生活習(xí)慣、生理結(jié)構(gòu)等信息，其形 式生動(dòng)、活潑，吸引了大量的學(xué)生與參觀者?！　〔捎们度胧叫酒O(shè)計(jì)技術(shù)研發(fā)了語(yǔ)音識(shí)別專用芯片系統(tǒng)，該芯片以8位微控制器（MCU）核心，加上低通濾波器，模／數(shù)（A／D），數(shù)／模 （D／A），預(yù)放，功率放大器，RAM，ROM，脈寬調(diào)幅（PWM）等模塊，構(gòu)成了一個(gè)完整的系統(tǒng)芯片，這是國(guó)內(nèi)研發(fā)的第一塊語(yǔ)音識(shí)別專用芯片。芯片中包 括了語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成功能，可以識(shí)別30條特定人語(yǔ)音命令，識(shí)別率超過(guò)95％，其中的語(yǔ)音編碼速率為16kbits／s。該芯片可以用于智能 語(yǔ)音玩具；也可以與普通電話機(jī)相結(jié)合構(gòu)成語(yǔ)音撥號(hào)電話機(jī)。這些系統(tǒng)的識(shí)別性能完全達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。研發(fā)的成果已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域，一些應(yīng)用型產(chǎn)品正在研發(fā) 中，其商品化的過(guò)程也越來(lái)越快。可以預(yù)測(cè)在近五到十年內(nèi)，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用將更加廣泛。各種各樣的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)產(chǎn)品將出現(xiàn)在市場(chǎng)上。人們也將調(diào)整自己的說(shuō)話方式以適應(yīng)各種各樣 的識(shí)別系統(tǒng)。在短期內(nèi)還不可能造出具有和人相比擬的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，要建成這樣一個(gè)系統(tǒng)仍然是人類面臨的一個(gè)大的挑戰(zhàn)，我們只能一步步朝著改進(jìn)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng) 的方向一步步地前進(jìn)。至于什么時(shí)候可以建立一個(gè)像人一樣完善的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)則是很難預(yù)測(cè)的。就像在60年代，誰(shuí)又能預(yù)測(cè)今天超大規(guī)模集成電路技術(shù)會(huì)對(duì)我們 的社會(huì)產(chǎn)生這么大的影響。微軟和福特汽車正在進(jìn)行一項(xiàng)有趣的工作，他們希望人們能向汽車發(fā)出口頭指令，這讓人覺(jué)得有些不可思議。不過(guò)，人們通過(guò)芯片進(jìn)行口頭交流，早已成為現(xiàn)實(shí)，只是目前還沒(méi)有被廣泛應(yīng)用到日常生活中，所以大家對(duì)此感到陌生?？梢钥隙ǖ氖?，隨著技術(shù)的日趨成熟，今后人們和芯片的交流的機(jī)會(huì)將越來(lái)越多。前不久，在拉斯維加斯舉行的國(guó)際電子消費(fèi)品展覽會(huì)上，比爾蓋茨和福特汽車的高管們，展示了微軟的Sync軟件，它可讓駕車者們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)口頭指令，在車內(nèi)播放音樂(lè)和撥打電話。但是，通過(guò)口頭指令駕駛汽車還難以被廣泛運(yùn)用，至少目前還不行。 無(wú)線傳輸技術(shù)隨著無(wú)線技術(shù)的日益發(fā)展，無(wú)線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越被各行各業(yè)所接受。無(wú)線圖像傳輸作為一個(gè)特殊使用方式也逐漸被廣大用戶看好。其安裝方便、靈活性強(qiáng)、性價(jià)比高等特性使得更多行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸方式，建立被監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心之間的連接。無(wú)線監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代化交通、運(yùn)輸、水利、航運(yùn)、鐵路、治安、消防、邊防檢查站、森林防火、公園、景區(qū)、廠區(qū)、小區(qū)、等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。無(wú)線電技術(shù)的原理在于，導(dǎo)體中電流強(qiáng)弱的改變會(huì)產(chǎn)生無(wú)線電波。利用這一現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)制可將信息加載于無(wú)線電波之上。當(dāng)電波通過(guò)空間傳播到達(dá)收信端，電波引起的電磁場(chǎng)變化又會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流。 通過(guò)解調(diào)將信息從電流變化中提取出來(lái)，就達(dá)到了信息傳遞的目的， 無(wú)線傳輸是利用電磁波。分發(fā)射部分和接收部分。發(fā)射部分由產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩器，將音頻信號(hào)加到電磁波上的調(diào)制器和高頻功率放大器，最后由天線發(fā)射到空間去。接收部分由接收天線，高頻放大，變頻器，中頻放大器，檢波器和音頻功率放大器等組成，最后由喇叭還原出聲音。 現(xiàn)在無(wú)線傳輸已經(jīng)超出了廣播通信的范圍。如無(wú)線電導(dǎo)航，無(wú)線電定位等許多領(lǐng)域。無(wú)線傳輸技術(shù)的發(fā)達(dá)使無(wú)線監(jiān)控和無(wú)線控制成為可能性，這樣我們就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。本次試驗(yàn)室稍微涉及到無(wú)線控制方面的知識(shí)，并沒(méi)有深入學(xué)習(xí)，但是讓我們了解到了無(wú)線傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。 無(wú)線傳輸技術(shù)的發(fā)展前景在現(xiàn)在技術(shù)飛速發(fā)展的年代，無(wú)線傳輸技術(shù)無(wú)處不在，無(wú)線上網(wǎng)、手機(jī)的信號(hào)接收、無(wú)線技術(shù)在無(wú)人控制的應(yīng)用、藍(lán)牙耳機(jī)等等，無(wú)線技術(shù)已經(jīng)深深進(jìn)入我們的生活，成為生活密不可分的一部分。無(wú)線傳輸，擺脫了數(shù)據(jù)線的困擾，讓我們能肆意的在信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)游走。僅僅是無(wú)限數(shù)據(jù)的傳輸就能讓我們感到無(wú)比的自由，那么要是我們能夠通過(guò)無(wú)線傳輸來(lái)完成更多的事情先進(jìn)通信技術(shù)的發(fā)展總是為了向人們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)。電力線技術(shù)的采用，為我們的生活帶來(lái)了更加方便，穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，是有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之外又一種可選擇的家庭局域網(wǎng)方式。3G路由以及4G技術(shù)的發(fā)展，將為我們帶來(lái)更加優(yōu)質(zhì)的通話體驗(yàn)，提供更加迅捷的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，帶來(lái)越來(lái)越低廉、高效、優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展總是最為值得我們開(kāi)心的，當(dāng)生活中我們能隨意無(wú)線共享資料；通過(guò)電視無(wú)線播放計(jì)算機(jī)中高清影音文件；遠(yuǎn)距離無(wú)線傳送電力，不必受電線長(zhǎng)短限制。期待這些已經(jīng)出現(xiàn)在我們身邊或在不久的將來(lái)會(huì)出現(xiàn)在我們面前的新通信技術(shù)為我們帶來(lái)全新的體驗(yàn)，為在生活中提供更加優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)提供保障。 本文研究的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)使用了語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，并通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)無(wú)線控制小車，達(dá)到接觸領(lǐng)先技術(shù)的目的，明白當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主要方向，不斷結(jié)合現(xiàn)有的所有知識(shí)，達(dá)到更好的一個(gè)高度。本次設(shè)計(jì)的最重要的是的把語(yǔ)音識(shí)別和無(wú)線傳輸兩者有機(jī)結(jié)合，達(dá)到一個(gè)共同工作的目的，并控制小車