【正文】 摘 要 隨著電子、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，語(yǔ)音識(shí)別被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域有：語(yǔ)音輸入系統(tǒng)，如于鍵盤輸入方法；語(yǔ)音控制系統(tǒng)，如工業(yè)控制、語(yǔ)音撥號(hào)系統(tǒng)、智能家電、聲控智能玩具等；智能對(duì)話查詢系統(tǒng)，銀行服務(wù)、股票查詢服務(wù)等等。當(dāng)然這些應(yīng)用都要建立在對(duì)語(yǔ)音的準(zhǔn)確識(shí)別的基礎(chǔ)上。本項(xiàng)目主要采用凌陽(yáng)科技公司的一款 SPCE061A 單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要利用它特有的語(yǔ)音識(shí)別功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車行駛狀態(tài)的控制。比如輸入預(yù)先訓(xùn)練好的語(yǔ)音命令“前進(jìn)”，小車根據(jù)命令向前行駛一段距離，輸入“左轉(zhuǎn)”，小車向左轉(zhuǎn)彎。利用語(yǔ)音命令代替了傳統(tǒng)的遙控手動(dòng)控制。小車接收命令的同時(shí)，向外界發(fā)出語(yǔ)音信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)人車之間的簡(jiǎn)單的交互。為減小聲音信號(hào)衰減，以及外部聲音信號(hào)的干擾對(duì)語(yǔ)音命令的干擾造成的誤差，本設(shè)計(jì)采用無(wú)線高頻信號(hào)發(fā)送的模式，來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音命令的傳送，即設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)SPCE061A 單片機(jī)控制系統(tǒng)，第一個(gè)專門負(fù)責(zé)語(yǔ)音信號(hào)的采集，然后發(fā)送語(yǔ)音命令的編碼。另外一個(gè)根據(jù)接收的語(yǔ)音命令編碼，來(lái)控制小車的行駛狀態(tài)。采用固定碼PT2262 無(wú)線發(fā)射模塊和 PT2272 接收模塊。關(guān)鍵詞 SPCE061A PT2262 PT2272 語(yǔ)音控制 智能小車 目 錄摘要 ......................................................................IABSTRACT .................................................................Ⅱ1 引言 ....................................................................12 背景介紹 ................................................................1 選題背景 ............................................................1 研究的目的及意義 ....................................................23 設(shè)計(jì)要求 ................................................................2 系統(tǒng)功能 ............................................................2 基本參數(shù) ............................................................24 方案論證 ................................................................2 方案一 ..............................................................2 方案二 ..............................................................3 方案三 ..............................................................3 方案比較 ............................................................45 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................4 系統(tǒng)總體方案介紹 ....................................................4 SPCE061A 單片機(jī) ......................................................5 SPCE061A 最小系統(tǒng) ....................................................6 電源 ................................................................7 無(wú)線發(fā)射接收模塊 PT2262 PT2272.......................................8 小車控制板 ..........................................................9 小車車體架構(gòu) .......................................................12 SPCE061A 精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板 .................................................13 系統(tǒng)實(shí)物圖 .........................................................136 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...........................................................15 軟件結(jié)構(gòu) ...........................................................15 語(yǔ)音識(shí)別原理簡(jiǎn)介 ...................................................16 訓(xùn)練子程序 .........................................................17 語(yǔ)音識(shí)別子程序 .....................................................18 動(dòng)作子程序 .........................................................19 中斷子程序 .........................................................207 操作步驟 ...............................................................21 硬件連接 ...........................................................21 代碼下載 ...........................................................218 測(cè)試 ...................................................................219 結(jié)論 ...................................................................22參考文獻(xiàn) .................................................................22致謝 .....................................................................23附錄 .....................................................................24基于 SPCE061A 單片機(jī)的語(yǔ)音遙控小車的設(shè)計(jì)1 引言隨著電子、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，語(yǔ)音識(shí)別被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域有：語(yǔ)音輸入系統(tǒng)，相對(duì)于鍵盤輸入方法，它更符合人的日常習(xí)慣，也更自然、更高效；語(yǔ)音控制系統(tǒng)，即用語(yǔ)音來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)行，相對(duì)于手動(dòng)控制來(lái)說(shuō)更加快捷、方便，可以用在諸如工業(yè)控制、語(yǔ)音撥號(hào)系統(tǒng)、智能家電、聲控智能玩具等許多領(lǐng)域；智能對(duì)話查詢系統(tǒng)，根據(jù)客戶的語(yǔ)音進(jìn)行操作，為用戶提供自然、友好的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索服務(wù)。例如家庭服務(wù)、賓館服務(wù)、旅行社服務(wù)系統(tǒng)、訂票系統(tǒng)、醫(yī)療服務(wù)、銀行服務(wù)、股票查詢服務(wù)等等。當(dāng)然這些應(yīng)用都要建立在對(duì)語(yǔ)音的準(zhǔn)確識(shí)別的基礎(chǔ)上。要實(shí)現(xiàn)小車行駛狀態(tài)的語(yǔ)音控制，關(guān)鍵點(diǎn)在于語(yǔ)音命令的識(shí)別。因此選擇具有語(yǔ)音識(shí)別功能的 SPCE061A 做為控制器，考慮到聲音信號(hào)的衰減、干擾，所以把語(yǔ)音信號(hào)的識(shí)別，和小車的控制隔離開(kāi)來(lái)，采用兩組 SPCE061A 最小系統(tǒng)，一組用于語(yǔ)音識(shí)別，然后通過(guò)編碼，把識(shí)別出的語(yǔ)音命令通過(guò) PT2262 發(fā)射模塊作為固定碼發(fā)射出去，然后另一組通過(guò) PT2272 接收的固定碼來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的控制。主要內(nèi)容如下：（1）熟悉 SPCE061A 單片機(jī)及其開(kāi)發(fā)環(huán)境；（2）編寫程序，用 H 橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速；（3）編寫程序，測(cè)試無(wú)線發(fā)射接收模塊 PT2262\2272；（4）編寫程序，檢測(cè)語(yǔ)音識(shí)別功能；（5）編寫綜合程序，調(diào)試各個(gè)模塊的協(xié)同工作；（6）反復(fù)試跑，調(diào)試程序細(xì)節(jié)。利用凌陽(yáng)公司提供的 SPCE061A 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板和越野型車模，預(yù)計(jì)可以按時(shí)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音命令對(duì)小車行駛狀態(tài)的控制。2 背景介紹 選題背景20 世紀(jì) 50 年代 ATamp。T 貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Audry 系統(tǒng)，它是第一個(gè)可以識(shí)別十個(gè)英文數(shù)字的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。20 世紀(jì) 60 年代，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被引入了語(yǔ)音識(shí)別。20 世紀(jì) 80 年代末，人們終于在實(shí)驗(yàn)室突破了大詞匯量、連續(xù)語(yǔ)音和非特定人這三大障礙，第一次把這三個(gè)特性都集成在一個(gè)系統(tǒng)中，比較典型的是卡耐基梅隆大學(xué) (CarnegieMellonUniversity)的 Sphinx 系統(tǒng)，它是第一個(gè)高性能的非特定人、大詞匯量連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。1997 年，IBM 公司開(kāi)發(fā)出漢語(yǔ) ViaVoice 語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，次年又開(kāi)發(fā)出可以識(shí)別上海話、廣東話和四川話等地方口音的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng) ViaVoice39。98。2022 年，中科院自動(dòng)化所及其所屬模式科技(Pattek)發(fā)布了“天語(yǔ)”中文系列產(chǎn)品。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。2022 年，中科院自動(dòng)化所及其所屬模式科技(Pattek)發(fā)布了他們共同推出的面向不同計(jì)算平臺(tái)和應(yīng)用的“ 天語(yǔ)”中文語(yǔ)音系列產(chǎn)品 ——PattekASR，結(jié)束了中文語(yǔ)音識(shí)別產(chǎn)品自 1998 年以來(lái)一直由國(guó)外公司壟斷的歷史。當(dāng)前語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)飛速發(fā)展的過(guò)程中，不可避免的遇到很多問(wèn)題，總結(jié)起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：（1）連續(xù)的語(yǔ)音分解為詞，音素等單位，建立理解語(yǔ)意的規(guī)則；（2）大量的語(yǔ)音信息。語(yǔ)音模式不僅因人而異，對(duì)同一個(gè)人來(lái)說(shuō)，不同時(shí)間，同一句話的語(yǔ)音信息是不相同的；（3）語(yǔ)音的模糊性。在漢語(yǔ)及英語(yǔ)中都很常見(jiàn)，同樣發(fā)音的詞卻有著不同的意思；（4）語(yǔ)音的上下文影響，以致改變了重音、音調(diào)、音量、音速等，進(jìn)而影響了語(yǔ)音信息；（5）環(huán)境噪聲對(duì)語(yǔ)音信息的干擾不可避免。 研究的目的及意義前 面 我 們 提 到 ， 語(yǔ) 音 識(shí) 別 是 一 門 交 叉 科 學(xué) ， 涉 及 多 門 學(xué) 科 ， 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)理等等。研究語(yǔ)音識(shí)別首先要對(duì)以上各個(gè)方面都要有系統(tǒng)的了解，而以上各個(gè)學(xué)科都可以是一門獨(dú)立的學(xué)科，對(duì)各個(gè)學(xué)科的綜合利用，其研究理論意義是顯而易見(jiàn)的。3 設(shè)計(jì)要求利用單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)小車的語(yǔ)音控制。 系統(tǒng)功能（1）利用系統(tǒng)的語(yǔ)音播放和識(shí)別資源來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制功能；（2）通過(guò) I/O 操作，實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退等功能； （3）能在行駛的過(guò)程中改變小車的行駛狀態(tài)；（4）超出語(yǔ)音控制范圍以后可以自動(dòng)停車。 基本參數(shù)（1）開(kāi)發(fā)板工作電壓：DC（CPU）,(I/O)；（2）開(kāi)發(fā)板工作頻率：；（3）H橋工作電壓：DC5V；（2）無(wú)線發(fā)射、接收模塊工作電壓：DC 3V~12V（發(fā)射），DC 5V（接收）；（3）無(wú)線發(fā)射發(fā)射頻率：天線長(zhǎng)度 24cm(315MHz), 18cm()；（4）無(wú)線模塊發(fā)射距離：501000 米（開(kāi)闊地）；（5）車體：雙電機(jī)（舵機(jī)，動(dòng)力電機(jī)），兩輪驅(qū)動(dòng)。4 方案論證本課題有三種方案可提供參考：第一種是使用 MCS51 系列單片機(jī)中的 AT89C51 設(shè)計(jì)本課題；第二種是使用 SPCE061A 單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)，語(yǔ)音識(shí)別和小車控制用一塊SPCE061A 開(kāi)發(fā)板控制；第三種是使用兩塊 SPCE061A 開(kāi)發(fā)板把語(yǔ)音信號(hào)識(shí)別和小車控制隔離開(kāi)。MCS51 單片機(jī)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)方面，編程簡(jiǎn)單；SPCE061A 單片機(jī)是凌陽(yáng)科技公司一款基于 unsp 內(nèi)核的單片機(jī)，具有一定的數(shù)字信號(hào)處理功能，有專用的聲音ADC 輸入通道，內(nèi)置麥克風(fēng)放大器，并具有自動(dòng)增益控制（AGC）功能具有凌陽(yáng)特有的SACM_S240 聲音編碼方式。 方案一采用 8051 系列單片機(jī)中的 AT89C51 做為控制核心，語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)由聲音傳感器采集，然后經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換及專用的語(yǔ)音芯片對(duì)聲音編碼，并儲(chǔ)存聲音模型到外擴(kuò)的 flash 芯片中。當(dāng)外界語(yǔ)音命令輸入時(shí)，單片機(jī)判斷經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)與 flash 芯片中存儲(chǔ)的語(yǔ)音模型的相似度，以此來(lái)識(shí)別外界語(yǔ)音命令。根據(jù)不同的聲音命令驅(qū)動(dòng) H 橋，由 H 橋來(lái)控制電機(jī)，從而達(dá)到控制小車行駛狀態(tài)的目的。此類語(yǔ)音處理芯片有 ISD 系列，PM50 系列等。AT89C51 是 8 位單片機(jī)，應(yīng)用廣泛，易于編程，且價(jià)格便宜。因?yàn)?AT89C51 只