【文章內(nèi)容簡介】 3播放功能的支持，而不需要外接輔助設(shè)備，主控MCU MP3數(shù)據(jù)將被發(fā)送到LD3320芯片內(nèi)部相應(yīng)的引腳輸出聲音。該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可以從立體聲耳機(jī)或單聲道揚(yáng)聲器選擇獲得聲音輸出。支持MPEG 1（ISO / IEC111723），MPEG2（ISO / IEC 138183）和MPEG [20]。（8），并且如果它被用在一個(gè)便攜式系統(tǒng)，它可用于通過使用3節(jié)AA電池，以滿足電源的需求。LD3320的基本應(yīng)用電路由單片機(jī)和LD3320組成。主控MCU芯片的電路來完成LD3320芯片寄存器的操作。LD3320芯片各種操作，必須通過寄存器的操作來完成。如設(shè)置標(biāo)志位，讀狀態(tài)，寫數(shù)據(jù)到FIFO，識別結(jié)果，等等。例如，編輯關(guān)鍵詞時(shí)，在拼音串設(shè)置成LD3320寄存器來完成編輯關(guān)鍵詞主控MCU。寄存器可以分為以下幾類，F(xiàn)IFO數(shù)據(jù)緩沖器，語音識別控制寄存器，音量控制，模擬電路和其他輔助寄存器。寄存器的讀寫操作有2種方式，分別是標(biāo)準(zhǔn)并行模式和串行SPI模式。該LD3320寄存器的地址空間為8位，從00H?FFH。 所述STM32F103RCT6控制LD3320的設(shè)計(jì)完成所有相關(guān)的語音識別的工作。供電設(shè)計(jì)可以使用NS 。使用LD3320 MIC音頻輸入。由單片機(jī)P0口8號線和LD3320并聯(lián)控制，控制線也連接[21]。也連接到復(fù)位信號和中斷信號。為LD3320，復(fù)位信號（RSTB）由MCU發(fā)出，并且中斷信號由微控制器發(fā)送，而LD3320負(fù)責(zé)接收。此外，還有一些輔助電路，諸如麥克風(fēng)偏壓，揚(yáng)聲器音量控制，以及電源去耦的，電路圖如圖28所示。 圖28 LD3320電路圖VDD/VDDIO：電源輸入26腳：按原理圖接上拉電阻、6腳可以懸空MIC[P、N]（10腳）：麥克風(fēng)輸入正負(fù)端MONO（11腳）：單聲道linein輸入MBS（12腳）：麥克風(fēng)偏置LINE[L、R]（114腳）：立體聲linein左右端HPO[L、R]（116腳）：耳機(jī)輸入左右端EQ[3]（2022腳）：喇叭音量外部控制SPO[N、P]（226腳）：喇叭輸出LOUT（L、R）（228腳）：lineout輸出RSTB（47腳）：復(fù)位信號INTB（48腳）：中斷信號 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中我們需要需要驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)模擬家電的控制，但是單片機(jī)輸出的電平驅(qū)動(dòng)能力有限，如果只是靠這個(gè)TTL電平還是不能直接驅(qū)動(dòng)繼電器和步進(jìn)電機(jī)。所以我們在這里采用ULN2003為外部驅(qū)動(dòng)提供動(dòng)力。本設(shè)計(jì)中的步進(jìn)電機(jī)通過單片機(jī)IO口直接驅(qū)動(dòng)是不行的，因?yàn)镮O口輸出的電流太小，沒辦法驅(qū)動(dòng)繼電器。所以就使用到了ULN2003，以便于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。ULN2003是雙列16腳封裝的有DIP和SOP的形式,ULN2003的最大驅(qū)動(dòng)電壓是50V,最大驅(qū)動(dòng)電流是500mA,芯片的輸入電壓5V左右,它特別適用于TTL COMS電路的邏輯構(gòu)成。本設(shè)計(jì)用采用的ULN2003是用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的，通過功耗上的估算，它是剛好適合的。一般單片機(jī)驅(qū)動(dòng)ULN2003的時(shí)候，需要使用2K的電阻上拉電阻，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的IO輸出電流太小了，ULN2003的COM引腳在設(shè)計(jì)中應(yīng)該懸空或者接電源的。該系統(tǒng)連接原理圖如圖29所示。 圖29 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 溫度采集電路設(shè)計(jì)溫度檢測采用DS18B20，它采用單線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，與單片機(jī)的一個(gè)I/O口相連進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳輸。每一次對DS18B20進(jìn)行讀寫之前都要進(jìn)行初始化即復(fù)位操作，復(fù)位成功后向DS18B20發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才可以對DS18B20進(jìn)行讀寫指令或者讀取溫度值的操作。DS18B20的復(fù)位操作要求主控芯片將數(shù)據(jù)線下拉500us，然后釋放數(shù)據(jù)線，主控芯片收到此信號表示DS18B20復(fù)位操作成功[22]。本設(shè)計(jì)采用T09封裝的DS18B20溫度傳感器，其三個(gè)引腳分別為GND（接地）、VCC(可選用的VCC引腳）、DQ（數(shù)據(jù)輸入/輸出），單片機(jī)IO口與傳感器的DQ相接，其接口電路如圖210所示。圖210 DS18B20電路 LED和按鍵電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中模擬家電燈光控制利用LED燈進(jìn)行模擬，調(diào)節(jié)三檔LED燈亮度，使用STM32內(nèi)部自帶DA進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，系統(tǒng)按鍵控制部分采用普通的獨(dú)立按鍵，原理圖如下圖21212所示。 圖 211 LED燈電路 圖212 按鍵電路 第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)硬件是一個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而軟件則是系統(tǒng)的靈魂。設(shè)計(jì)中可以使用到的語言有匯編語言和C語言?；诨谡Z音識別的智能家居控制的硬件設(shè)計(jì)完成,軟件的任務(wù)也就明確。在進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)系統(tǒng)的功能,將軟件分為幾個(gè)獨(dú)立的部分,分別對應(yīng)不同的硬件模塊,設(shè)計(jì)出軟件總體結(jié)構(gòu),畫出程序流程框架圖?；谡Z音識別的燈光控制設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)主要包括五個(gè)部分:按鍵控制部分、GSM通訊部分、語音識別部分、溫度采集部分、LED和電機(jī)控制部分。系統(tǒng)的可以有三種控制方式，按鍵控制，GSM控制和語音控制，按鍵控制即是使用獨(dú)立按鍵對各個(gè)模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。GSM控制即是利用GSM短信對各個(gè)模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)控制并采集信息。語音識別控制即是輸入特定的語音指令，語音識別模塊將識別語音指令并進(jìn)行相關(guān)的處理，之后產(chǎn)生特定信號通知單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。 語音識別程序設(shè)計(jì) 語音識別程序的設(shè)計(jì)是由語音模塊控制語音識別芯片LD3320識別的控制完成。語音識別芯片LD3320各種操作都是由寄存器的操作完成，如設(shè)置標(biāo)志位，讀取芯片的運(yùn)行狀態(tài)，獲得識別結(jié)果，等等。讀寫寄存器的操作有四種方式，即并行算法（軟，硬）和串行SPI（軟，硬）。在這個(gè)系統(tǒng)中，軟件仿真的時(shí)間序列被用于讀取和寫入。 AO是負(fù)責(zé)通知芯片中的數(shù)據(jù)段或地址部分。 AO為地址時(shí)，數(shù)據(jù)是低的。 WRB 必須是有效的，當(dāng)?shù)刂繁话l(fā)送。寫數(shù)據(jù)時(shí)WRB 必須是有效的，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)RDB 必須是有效的[23]。 并行模式寫寄存器過程是：AO設(shè)置為1，WRB、RDB拉高寫地址。準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，AO設(shè)置為0，WRB、RDB拉低寫入數(shù)據(jù)。并行模式讀取寄存器的過程是：準(zhǔn)備好地址后，AO設(shè)置為1，WRB、RDB拉低寫地址。 AO設(shè)置為0，WRB、RDB拉低讀取數(shù)據(jù)。 語音識別的操作流程是：語音識別初始化，寫標(biāo)識列表，啟動(dòng)標(biāo)識，并準(zhǔn)備中斷響應(yīng)函數(shù)，打開中斷允許位，循環(huán)識別模式的工作模式，系統(tǒng)反復(fù)啟動(dòng)語音識別過程，沒有任何操作，再次啟動(dòng)所述語音識別處理。一旦指令的聲音，以執(zhí)行相應(yīng)的操作，下一個(gè)語音識別軟件后，軟件流程圖如圖31所示。 圖31 語音識別流程圖 GSM通信程序設(shè)計(jì)首先進(jìn)行初始化對SIM900A進(jìn)行初始化，在系統(tǒng)觸發(fā)發(fā)送GSM數(shù)據(jù)之前，需要先檢測SIM900A網(wǎng)絡(luò)是否連通，若是連通則開始進(jìn)行GSM數(shù)據(jù)傳輸。在對SIM900A進(jìn)行控制之前，我們首先要在PC端利用串口對其進(jìn)行AT指令的基本操作，確定其可以正常工作，然后根據(jù)所需要其完成的功能在PC端利用串口進(jìn)行模擬操作，測試出本設(shè)計(jì)所需要的AT指令流程，直至達(dá)到滿意的狀態(tài)后再由單片機(jī)進(jìn)行控制操作，這樣才能穩(wěn)定的調(diào)試出其所需要的程序，其單片機(jī)控制的流程圖如下圖32所示。 圖32 GSM程序流程圖 溫度采集程序設(shè)計(jì)DS18B20的溫度傳感器的主要作用是用來收集目前實(shí)時(shí)溫度，溫度傳感器DS18B20工作流被分為三部分，即，初始化，ROM操作指令，DS18B20功能指令。每DS18B20操作必須滿足上述步驟，缺乏步驟或混亂的真正順序，DS18B20將不返回值。 DS18B20的初始化：初始化單總線，操作實(shí)施后，處理所有的數(shù)據(jù)，從最初的開始。初始化序列由總線控制器和從機(jī)脈沖發(fā)出復(fù)位脈沖。脈沖的作用是讓總線控制器知道該總線上的溫度傳感器DS18B20并準(zhǔn)備執(zhí)行下一步驟。DS18B20讀寫數(shù)據(jù)：ROM操作指令，如果脈沖的存在是總線控制器，以搜尋，它會立即發(fā)出ROM中的指令。則總線上的設(shè)備的數(shù)量將通過總線控制器能識別的，并且它們還可以用來滿足報(bào)警條件。 ROM中的指令，其長度為8個(gè)，分別是ROM [F0H]閱讀ROM [33H]搜索，ROM [55H]數(shù)學(xué)，ROM [CCH]跳過，搜索[ECH]報(bào)警。總線控制器必須發(fā)出發(fā)起DS18B20功能指令之前ROM指令[24]。 DS18B20數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原理：16位是出廠默認(rèn)的轉(zhuǎn)換精度。當(dāng)接收到轉(zhuǎn)換后的溫度轉(zhuǎn)換命令（命令碼44H），溫度的轉(zhuǎn)化為16位二進(jìn)制，存儲在RAM中第零，1個(gè)字節(jié)，二進(jìn)制數(shù)5的緩存后表示為符號位[25]。如果測得的溫度大于0時(shí)，5為0。如果該溫度低于0，則5是1。該溫度傳感器DS18B20工作流程的設(shè)計(jì)是：第一，然后寫入ROM命令的ROM后啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，DS18B20發(fā)送ID測試，然后讀取溫度寄存器的值返回給微控制器。溫度采集過程如圖33所示。 圖33 溫度采集程序流程圖 電機(jī)與LED控制程序設(shè)計(jì) 電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)28BYJ48輸入八位相四拍電機(jī)，DC5V的電壓。當(dāng)通過IO輸出步進(jìn)電機(jī)的輸出控制脈沖，根據(jù)該有序旋轉(zhuǎn)速度的頻率步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)。對應(yīng)于與功率狀態(tài)改變步進(jìn)電機(jī)每個(gè)IO輸出的脈沖信號，也就是說，每一個(gè)脈沖輸出對應(yīng)于一個(gè)步距角。四相步進(jìn)電機(jī)可以在不同的脈沖序列運(yùn)行，這時(shí)候我們實(shí)