【正文】 主要用到 SPCE061A 的 IOB8~IOB11 來控制小車的狀 態(tài)。 } 程序中需要說明的幾個(gè)問題 在程序中可能有幾個(gè)地方不易理解，下面我向大家說明一下： 首先，小車有沒有被訓(xùn)練過是怎么知道的？ 在這里利用了一個(gè)特殊的 Flash 單元， 語音模型存儲區(qū)首單元 （該示例程序中為 0xe000 單元） 。 // 實(shí)現(xiàn)功能： 停車子函數(shù) // 參數(shù)： 無 // 返回值： 無 康虹：基于單片機(jī)的語言控制小車設(shè)計(jì) 34 //============================================================= void Stop() //停車 { *P_IOB_Data=0x0000。 // 實(shí)現(xiàn)功能： 右轉(zhuǎn)子函數(shù) // 參數(shù)： 無 // 返回值： 無 //============================================================= void TurnRight() //右轉(zhuǎn) { PlaySnd(S_GJG,3)。 // 實(shí)現(xiàn)功能： 左轉(zhuǎn)子函數(shù) // 參數(shù)： 無 // 返回值： 無 //============================================================= void TurnLeft() //左轉(zhuǎn) { 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 PlaySnd(S_GJG,3)。 uiTimecont = 0。左轉(zhuǎn)子程序包括語音提示、置端口數(shù)據(jù)、啟動定時(shí)器操作。 //執(zhí)行動作四：右轉(zhuǎn) break。 //停車待命 break。 //訓(xùn)練第 3個(gè)動作 while(TrainWord(COMMAND_RIGHT_ID,S_ACT4) != 0) 。 下面詳細(xì)介紹以上提到的子程序。 Y N N Y 初始化 開始 已經(jīng)訓(xùn)練過 訓(xùn)練小車 保存訓(xùn)練結(jié)果 進(jìn)入識別模式 語言識別與執(zhí)行 重新訓(xùn)練 清模型存儲區(qū) 等待復(fù)位 轉(zhuǎn)載語音模型 康虹：基于單片機(jī)的語言控制小車設(shè)計(jì) 28 初始化部分：初始化操作將 IOB8~IOB11 設(shè)置為輸出端，用以控制電機(jī)。 圖 控制板原理圖 全橋驅(qū)動原理 全橋驅(qū)動又稱 H橋驅(qū)動，下面介紹一下 H 橋的工作原理： H橋一共有四個(gè)臂，分別為 B1~B4，每個(gè)臂由一個(gè)開關(guān)控制，示例中為三極管 Q1~Q4。 圖 （ 2） 小車的行走原理 直走：由小車的結(jié)構(gòu)分析，在自然狀態(tài)下，前輪在彈簧作用下保持中間狀態(tài)，這是只要后輪電機(jī)正轉(zhuǎn) 小車就會前進(jìn)。在自然狀態(tài)下，前輪在彈簧作用下保持中間位置。 圖 SPY0030A工作 原理圖 數(shù)摸轉(zhuǎn)換電路 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)自帶雙通道 DAC 音頻輸出， DAC DAC2 轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號分別通過 AUD1 和 AUD2 管腳輸出， DAC 輸出為電流型輸出，所以 DAC 輸出經(jīng)過 SPY0030音頻放大，以驅(qū)動喇叭放音，放大電路 (只列出 DAC1,DAC2 類似 )，這為單片機(jī)的音頻設(shè)計(jì)提供了極大方便。為了獲得標(biāo)準(zhǔn)的 電壓，加入 SPY0029A 三端穩(wěn)壓器。 SPY0030 是凌陽的芯片，相當(dāng)于 LM386，但是比 386 音質(zhì)好。 圖 板硬件框圖 表 框圖說明 POWER 5Vamp。micro。 SPCE061A 是繼 amp。 圖 總體設(shè)計(jì)框圖 圖 系統(tǒng)硬件框圖 MIC 濾波 KEY SPCE061A 功效 SPK 方向控制橋路 驅(qū)動控制橋路 方向電機(jī) 驅(qū)動電機(jī) 康虹：基于單片機(jī)的語言控制小車設(shè)計(jì) 10 系統(tǒng)各單元設(shè)計(jì) 控制單元設(shè)計(jì) SPCE061A 最小系統(tǒng)中，包括 SPCE061A 芯片及其外圍的基本模塊，其中外圍的基本模塊有：晶振輸入模塊（ OSC） 、鎖相環(huán)外圍電路（ PLL） 、復(fù)位電路（ RESET） 、指示燈（ LED）等。 圖 SPCE061A的語音控制小車實(shí)現(xiàn)方案 本案采用采用 SPCE061A 實(shí)現(xiàn)語音控制小車方案?？刂乒δ苋酰Ｐ枰c單片機(jī)或 FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列 )結(jié)合 , 來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互 。一個(gè)完整的語音識別系統(tǒng)可大致分為語音特征 提取、聲學(xué)模型與模式匹配 (識別算法 )和語義理解 3 部分。另外，多人識別，也沒有較為有效、成熟的算法供參考。從發(fā)出指令到執(zhí)行指令，有一段延遲時(shí)間，雖已降低到盡可能的小，但還是很明顯。 聲控玩具車：進(jìn)一步提高系統(tǒng)的濾噪性能，和識別的準(zhǔn)確率，并利用已有的軟件開發(fā)出獨(dú)具特色的語音芯片，并將其集成在遙控上即可做出聲控玩具車。與機(jī)器進(jìn)行語音交流，讓機(jī)器明白你說什么，這是人們長期以來夢寐以求的事情。測試表明，在環(huán)境背景噪音不太大，控制者的發(fā)音清晰的前提下，語音控制小車的語音識別系統(tǒng)能對特定的語音指令做出智能反應(yīng)，做出預(yù)想中的有限的動作。華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于單片機(jī)的語音控制小車設(shè)計(jì) 摘要 隨著電子工業(yè)的發(fā)展，具有語音控制功能的小車越來越受到人們的青睞，在人們的日常消費(fèi)生活中起著不可忽視的作用。 論文首先對系統(tǒng)的方案進(jìn)行論證，然后對各單元的軟件、硬件工作原理進(jìn)行了闡述，并介紹了系統(tǒng)的主要組成部分情況。語音 識別技術(shù)就是讓機(jī)器通過識別和理解過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的高技術(shù)。 能識別主人的看門狗：在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)充對說話者的識別功能，并將軟件硬件化，集成在芯片上?？尚械姆椒ň褪歉挠酶咝У?DSP 芯片，這在經(jīng)費(fèi)上和時(shí)間上都是不允許的。 課題的目的任務(wù)和要求 聲控小車其技術(shù)要求是通過相關(guān)語音對小車進(jìn)行操作控制。其基本原理如圖 所示。 常需要外接 A /D 轉(zhuǎn)換芯片；引腳為 3. 3 V，與單片機(jī)、 FPGA、F lash 存儲器等連接時(shí)，要考慮電平匹配。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 如下 ： IO MCS_51 接口總線 接口擴(kuò)展模塊 語音識別模塊 語音播報(bào)模 塊 電機(jī)驅(qū)動模塊 康虹：基于單片機(jī)的語言控制小車設(shè)計(jì) 6 圖 系統(tǒng)組成主要包括以下兩部分： SPCE061A 精簡開發(fā)板、語音 小車控制電路板。 圖 61 板最小系統(tǒng) SPCE061A 芯片特性簡介 SPCE061A 是一種十六位單片機(jī)，使用它可以非常方便靈活的實(shí)現(xiàn)語音的錄放，該芯片擁有 8 路 10 位精度的 ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，并且內(nèi)置有自動增益電路。micro?！?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(jì)的選擇。3V 供電電路 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 5 針接口 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 S5 EZPROBE 和PROBE 切換的撥斷開關(guān) J1 J3 耳機(jī)插孔和兩針喇叭插針 DAC 一路音頻輸出電路，采用 SPY0030 集成音頻放大器 MIC 麥克風(fēng)輸入電路 OSC 32768 晶振電路 VREF A/D 轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入接口 R/C 芯片其他外圍電阻、電容電路 K1~ K1~K3 擴(kuò)展的按鍵：接IOA0~IOA2 SPCE061A 61 板核心： 16 位微處理器 PORTA/B 32 個(gè) I/O 口 61 板接口說明如圖 所示 ： 2． 61 板輸入 /輸出（ I/O）接口 61 板將 SPCE061A 的 32 個(gè) I/O 口 IOA0~IOA15， IOB0~IOB15 全部引出，對應(yīng)的引腳為： A 口， 41~4 5 54~60； B 口， 5~ 81~7 68~64。它可以 工作在 ~ 范圍內(nèi)，最大輸出功率可達(dá) 700mW（ LM386 必須工作在 4V 以上，而且功率只有 100mW）。兩個(gè)二極管 D3 和 D4，是為防止誤將電源接反造成不必要損失而設(shè)置的，注意在操作過程中千萬不要將電源接反，因?yàn)榉聪螂妷撼^一定的值，二極管將會被損壞，達(dá)不到保護(hù)的目的。在它們后面接一個(gè)簡單的音頻放大電路和喇叭即可實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)功能。后面兩個(gè)車輪由后輪電機(jī)驅(qū)動，為整個(gè)小車提供動力。如 圖 所示； 前驅(qū)動電機(jī) 后驅(qū)動電機(jī) 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 倒車：倒車動作和前進(jìn)動作剛好 相反，前輪電機(jī)仍然保持中間狀態(tài)，后輪電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車就會向后運(yùn)動，如 圖 圖 左轉(zhuǎn)：前輪電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（規(guī)定為正轉(zhuǎn)），后輪電機(jī)正轉(zhuǎn)，這時(shí)小車就會在前后輪共同作用下朝左 側(cè)前進(jìn)，如 圖 康虹：基于單片機(jī)的語言控制小車設(shè)計(jì) 22 圖 右轉(zhuǎn)：前輪電機(jī)反轉(zhuǎn)，后輪電機(jī)正轉(zhuǎn)，這時(shí)小車就是會在前后輪共同作用下朝右側(cè)前進(jìn)，如圖 。如果讓 Q Q2 導(dǎo)通 Q Q4 關(guān)斷， 此時(shí)電流將會流經(jīng) Q負(fù)載、 Q2 組成的回路，電機(jī)正轉(zhuǎn) 如果讓 Q Q2 關(guān)斷 Q Q4 導(dǎo)通，如圖 所示，此時(shí)電流將會流經(jīng) Q負(fù)載、Q4 組成的回路，電機(jī)反轉(zhuǎn)。必要時(shí)還要有對應(yīng)的輸入端設(shè)置和 PWM 端口設(shè)置等。 系統(tǒng) 各分支 設(shè)計(jì) 訓(xùn)練子程序 當(dāng)程序檢測到訓(xùn)練標(biāo)志位 BS_Flag內(nèi)容為 0xffff，就會要求操作者對它進(jìn)行訓(xùn)練操作，訓(xùn)練操作的過程如圖 ：訓(xùn)練采用兩次訓(xùn)練獲取結(jié)果的方式，以訓(xùn)練名字為例：小車首先會提示：給我取個(gè)名字吧， 這時(shí)你可以告訴它一個(gè)名字 （比如 Jack） ； 然后它會提示： 請?jiān)僬f一遍， 這時(shí)再次告訴它名字 （ Jack） ，如果兩次的聲音差別不大，小車就能夠成功的建立模型，名稱訓(xùn)練成功；如果沒能夠成功的建立模型，小車會告知失敗的原因并要求重新訓(xùn)練。 //訓(xùn)練第 4 個(gè)動作 } 語音識別子程序 語音識別流程如圖 所示：首先獲取辨識器的辨識結(jié)果，判斷是否有語音觸發(fā)，如果有語音觸發(fā)則會返回識別結(jié)果的 ID號， ID 號對應(yīng)名稱或者對應(yīng)不同的動作。 case COMMAND_GO_ID: //識別出第一條命令 GoAhead()。 default: break。 右轉(zhuǎn)：由小車的結(jié)構(gòu)原理分析和驅(qū)動電路分析知：小車右轉(zhuǎn)需要兩個(gè)條件： 偏 ，這時(shí)對應(yīng)的 I/O 狀態(tài)為： IOB IOB11 為高電平， IOB IOB10 為低電平。 } //============================================================= // 語法格式： void BackUp()。 *P_IOB_Data=0x0900。 //語音提示 *P_IOB_Data=0x0500。 //停車 PlaySnd(S_RDY,3)。 當(dāng) Flash 在初始化以后，或者在擦除后為 0xffff，在成功訓(xùn)練并存儲后為 0x0055（該值由辨識器自動生成） 。 電源部分連接：電池電源直接接控制板電源接口 J1， J2 接 61 板的電源，連接時(shí)注意電源極性。 康虹：基于單片機(jī)的語言控制小車設(shè)計(jì) 36 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試 一、硬件鏈接 語音控制小車電路包括兩大部分： 61板部分和控制板部分，硬件部分的連接。 } *P_INT_Clear = 0x0004。 } //============================================================= // 語法格式： void Stop()。 } //============================================================= // 語法格式： void TurnRight()。 } //============================================================= // 語法格式： void TurnLeft()。 //以下