【正文】 均使用不同的、自身特有的人機(jī)接口 ， 就要求計(jì)算機(jī)使用者掌握多種計(jì)算機(jī)操作語(yǔ)言，這無(wú)疑成為人們使用計(jì)算機(jī)的一大障礙。 臺(tái)灣凌陽(yáng)科技推出的 16 位 MCUDSP 混合處理器 SPCE061A 可以實(shí)現(xiàn)上述 的語(yǔ)音識(shí)別、數(shù)據(jù)編碼等 功能，若 在其上外擴(kuò)一 nRF2041 雙工無(wú)線模塊組成語(yǔ)音遙控器 。 在人類(lèi)與計(jì)算機(jī)的關(guān)系日益密切的今天，更為便捷、更為人性化、更為智能化的人機(jī)對(duì)話方式無(wú)疑是今后科技發(fā)展的新趨勢(shì) 。 凌陽(yáng) SPCE061A 單片機(jī)指令系統(tǒng)與開(kāi)發(fā)環(huán)境 ..................................... 24 語(yǔ)音提 示的錄入 ................................................................................... 26 部分程序代碼解釋 .......................................................................................... 27 7 結(jié)論 .............................................. 26 參考文獻(xiàn) ............................................. 28 致 謝 ............................................. 29 畢業(yè)論文 0 引言 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化時(shí)代的來(lái)臨，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將觸角伸入社會(huì)各行各業(yè)，滲入了城市的血液中，并且在一定程度上取代了人類(lèi)繁瑣的機(jī)械的勞動(dòng)。 在現(xiàn)代傳感器技術(shù)、音頻視頻壓縮解碼技術(shù) 的跨越式 發(fā)展， 使 計(jì)算機(jī) 實(shí)現(xiàn)了 高度的集成化，功能也逐漸出現(xiàn)全能化、專(zhuān)門(mén)化以及智能化的分化發(fā)展方向。 在日常生活的諸多領(lǐng)域， 電腦已經(jīng)取代 人類(lèi)，從事大量繁瑣的、重復(fù)性的勞動(dòng)。隨著信息技術(shù)發(fā)展所帶來(lái)應(yīng)用需求的增多，嵌人式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍和需求越來(lái)越廣，性能不斷改進(jìn)，新的架構(gòu)不斷出現(xiàn)，各種單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理器相繼面世。 對(duì)于 無(wú)線語(yǔ)音遙控 智能小車(chē)的設(shè)計(jì)， 關(guān)鍵在于 語(yǔ)音識(shí)別和無(wú)線通信方式的選取 。專(zhuān)門(mén)的語(yǔ)音處理芯片也比較多，像 ISD 系列、 PM50 系列等，但是專(zhuān)門(mén)的語(yǔ)音處理芯片功能比較單一，想在語(yǔ)音之外的其他方面應(yīng)用基本是不 可能的。 兩 種微控制器 都 具有豐富的片上系統(tǒng)資源 ， 可以通過(guò)外加輔助電路的方式實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音辨識(shí)功能，從而 滿足 對(duì)控制指令的 語(yǔ)音采集、壓縮、存儲(chǔ)、解壓和辨識(shí)等一系列功能的要求。此外還有部分必須的功能電路，如：復(fù)位按鍵，狀態(tài)指示燈等等。 整個(gè)小車(chē)的電 源 由一個(gè) 電池 組 提供。這些操作都是由預(yù)先編寫(xiě)并燒錄在單片機(jī)中的C 語(yǔ)言程序控制的。計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支 —— 嵌入式計(jì)算機(jī)也在向高度智能化的方將發(fā)展。根據(jù) 識(shí)別的 語(yǔ)音命令來(lái)控制啟動(dòng)、停止、返回 ，完成作品雖 功能單一且 無(wú)實(shí)際使用價(jià)值，但可將原理推廣 至 各種智能家電的語(yǔ)音遙控 ， 所以該技術(shù) 具有很高 的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 方案 三 方案三不再給出框圖，其 遙控器部分 為方案二中的遙控 器框圖，車(chē)體控制部分的框圖為 圖34 所示。 故 遙控器部分選用 SPCE061A作為主控制器 。 而 ATMEGA16L 的 16 位 PWM 的精度可達(dá) 1/65535，近似等于連續(xù)可調(diào)。 兩片ATMEGA16L 高檔 8位 單片機(jī)，一片和 nRF2401 模組組成串口無(wú)線發(fā)射模塊，另一片作為車(chē)體部分的主控制 器 。凌陽(yáng)內(nèi)嵌 32K 字的 Flash 和 2K 字的 SRAM， ROM 和 RAM 統(tǒng)一編址，屬于馮諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)，這樣的設(shè)計(jì)在制作中方便了 對(duì) 語(yǔ)音 指令的壓縮和存儲(chǔ)。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。其 DuoCeiverTM 技術(shù)使 nRF2401 可以使用同一天線，同時(shí)接收兩個(gè)不同頻道的數(shù)據(jù)。該芯片的主要特點(diǎn)是 :工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V。 1. 語(yǔ)音指令 的 輸入。 2． 語(yǔ)音指令 的訓(xùn)練。是指語(yǔ)音樣板由不同年齡、不同性別、不同口音的人訓(xùn)練，可以識(shí)別一群人的命令； 在本次設(shè)計(jì)中，需要向小車(chē)訓(xùn)練：向前、向后、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等幾項(xiàng)語(yǔ)音指令，以供控制小車(chē)時(shí)的辨識(shí)使用。將經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)， SPCEO61A單片機(jī)的16位 DSP有很強(qiáng)的信息處理能力，最高時(shí)鐘頻率達(dá) MHz，具備運(yùn)算速度高等優(yōu)勢(shì)。而 SPCE061A提 出了解決方法： SACMV25． LIB。 語(yǔ)音辨識(shí)是一種以語(yǔ)音模型為指令基礎(chǔ)的控制方式，語(yǔ)音模型的質(zhì)量直接影 響辨識(shí)操作的速度和準(zhǔn)確率。 使用特定人語(yǔ)音辨識(shí)的 語(yǔ)音樣板由單個(gè)人訓(xùn)練 和識(shí)別處理組成，如圖： 圖 38 語(yǔ)音辨識(shí)流程 值得注意的是，凌陽(yáng) SPCEO61A 在接收到控制語(yǔ)音指令后，并不是直接用其進(jìn)行辨識(shí)。車(chē)上控制器接收到相應(yīng)指令后 ， 設(shè)置動(dòng)作標(biāo)志位， 返回回應(yīng)數(shù)據(jù)， 同時(shí) 控制 L298N和舵機(jī) ，使小車(chē)做出向前向后轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作。另一塊 為 車(chē)體 控制 板 ， 用于搭載接口電路，電源電路及電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 1. 電源電路 凌陽(yáng) SPCE061A 單片機(jī) 內(nèi)核 和 nRF2401 模組電源 電壓要求為 ， 其他邏輯器件要求 5V 供電， 設(shè)計(jì)中采用 DC9V供電，直流電壓 先通過(guò) LM7805 得到 5V 直流電源為邏輯電路供電，然后 通過(guò) SPY0029 穩(wěn)壓到 ，為整個(gè)單片機(jī) 內(nèi)核和 nRF2401 供電。電路中的 ∏ 性濾波器就能很好的實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。 另外還要播報(bào)小車(chē)的工作狀態(tài) 。 DAC 電路中， SPY0030 是 凌陽(yáng)的一款音頻放大芯片，相當(dāng)于 LM386，但是它比 LM386 音質(zhì)好，可以工作在 范圍內(nèi)，最大輸出功率可達(dá) 700mW。 圖 45 復(fù)位電路圖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10P21 2 3 4 5 6 7 8 9 10P31 2 3 4 5 6 7 8 9 10P41 2 3 4 5 6 7 8 9 10P5IOA0IOA1IOA2IOA3IOA4IOA5IOA6IOA7IOA8IOA9IOA10IOA11IOA12IOA13IOA14IOA15IOB0IOB1IOB2IOB3IOB4IOB5IOB6IOB7IOB8IOB9IOB10IOB11IOB12IOB13IOB14IOB15S20S21++ ++ +VCCTX RXIOB10 IOB7VCC R1104 C1S1RESET畢業(yè)論文 方案 車(chē)體控制部分電路主要由 nRF2401 無(wú)線模組、 ATMEGA16L最小系統(tǒng)電路、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和 L298N 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路組成 。OC2 為 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 輸出引腳，用來(lái)產(chǎn)生高頻 PWM 信號(hào)，調(diào)節(jié)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，占空比 1/255 布進(jìn)可調(diào)。由于只用到了一個(gè)直流動(dòng)力電機(jī)，為了增加驅(qū)動(dòng)能力，我將 L298N的兩 路驅(qū)動(dòng)并聯(lián)實(shí)用， 實(shí)現(xiàn)方法為，將 OUT1和 OUT4 并聯(lián) 為 OUT1， OUT2和 OUT3并聯(lián)為 OUT2， IN1和 IN4并聯(lián)為 IN1， IN2和 IN3并聯(lián)為 IN2， EnableA和 EnableB并聯(lián)為 Enable， 則 L298的邏輯控制 如下表 。 初始化操作將 IOB7設(shè)置為輸入， IOB10 設(shè)置為輸出，然后設(shè)置串口控制寄存器，將串口通信參數(shù)設(shè)置為 9600、 N、 1，為向串口無(wú)線模組發(fā)送數(shù)做好準(zhǔn)備。程序一開(kāi)始判斷小車(chē)是否被訓(xùn)練過(guò)，如果沒(méi)有訓(xùn)練過(guò)則要求對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練，并且會(huì)在訓(xùn)練成功之后將訓(xùn)練的模型存儲(chǔ)到 FLASH，在以 后使用時(shí)不需要重新訓(xùn)練；如果已經(jīng)訓(xùn)練過(guò)會(huì)把存儲(chǔ)在 FLASH 中的模型調(diào)出來(lái)裝載開(kāi) 始 初始化 If(BSR_flag) 語(yǔ)音訓(xùn)練 成功否？ 定時(shí)識(shí)別 成功否？ 無(wú)線發(fā)射語(yǔ)音指令 等待車(chē)體響應(yīng) 響應(yīng)否？ 播報(bào)車(chē)體響應(yīng) 返 回 是 N Y 是 是 否 否 否 圖 51 遙控器軟件流程圖 畢業(yè)論文 到辨識(shí)器中。如果 在名字指令后 緊接一個(gè) 動(dòng)作指令 ，遙控器將會(huì) 將指令通過(guò)串口 nRF2401 模組發(fā)送出去，并等待小車(chē)的響應(yīng)， 如果在名字指令后超過(guò)一定時(shí)間，沒(méi)有第二個(gè)指令到來(lái)，那么遙控器將清除前次識(shí)別結(jié)果進(jìn)入新的識(shí)別 。 因?yàn)椴恍杩紤]數(shù)據(jù)的保密性，所以就采用簡(jiǎn)單的一字節(jié)命令， 這樣也能提高通信的可靠性。 然后在真正進(jìn)行動(dòng)作響應(yīng)， 先響應(yīng)后動(dòng)作的原因是因?yàn)樾≤?chē)完成某個(gè)動(dòng)作的時(shí)間較長(zhǎng)， 會(huì)導(dǎo)致遙控器因接收不到響應(yīng)指令而不斷的重發(fā)語(yǔ)音命令 。μ ’ nSP?內(nèi)核對(duì)支持 ANSIC 中使用0x50 J=0， Dir=11or00,K=0% 0x51 J=0,Dir=10,K=50% 0x52 J=0,Dir=01,K=50% 0x53 J=45,Dir=10,K=80% 0x54 J=45,Dir=10,K=80% 開(kāi) 始 檢驗(yàn)?zāi)＝M狀態(tài) DATA？ 讀取 DATA，返回 DATA+5 響應(yīng)指令 返 回 畢業(yè)論文 的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，并且可以在 C程序中調(diào)用匯編函數(shù)提高代碼效率，并使其具有 較好的實(shí)時(shí)性。使用凌陽(yáng)科技提供的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境μ ’ nSP? IDE，它能完成程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試和仿真等功能。 PROBE 工作于凌陽(yáng) IDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件包下，其 5 芯的仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上 SPCEO61A 相應(yīng)引腳，直接對(duì)目標(biāo)電路板上的 SPCEO61A 調(diào)試，運(yùn)行編寫(xiě)好的程序。 CPU 在執(zhí)行一條指令的同時(shí)讀取下一條指令 ( 在本文稱(chēng)為預(yù)取 )。 能運(yùn)行于 Windows9x/ME/NT/2020/XP等操作系統(tǒng)平臺(tái)下。 AVRStudio還集成有軟件調(diào)試（ AVR Studio）和實(shí)時(shí)在線仿真器（ JTAG ICE）以及 AVRProg下載等功能。 遙控器部分選用 凌陽(yáng) SPCE061A，完全取決于其 高集成度和較全面的功能，不需要增加復(fù)雜的外圍電路就可以 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音辨識(shí)和一系列職能動(dòng)作 。使用 SPCE061A 開(kāi)發(fā)產(chǎn)品不僅給開(kāi)發(fā)者耳目一新的 感覺(jué)更給用戶以振奮的性能。此類(lèi)構(gòu)想可移植到諸如小家電、汽車(chē)等于生活息息相關(guān)的電子產(chǎn)品上。 畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn) [1] 劉海承等 . 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