【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 初始化過程中需要對(duì)語音識(shí)別進(jìn)行初始化，、語音識(shí)別對(duì)象的創(chuàng)建、上下文語音識(shí)別命令的創(chuàng)建、識(shí)別消息和感興趣事件的設(shè)置、語法和規(guī)則的裝載六個(gè)底層驅(qū)動(dòng)過程。接著是對(duì)串口進(jìn)行初始化，串口初始化的目的是為了與下位機(jī)進(jìn)行通信，串口初始化過程中需要進(jìn)行的操作有串口端口號(hào)的設(shè)定、輸入模式設(shè)定為二進(jìn)制模式、收到一個(gè)字節(jié)引發(fā)OnComm事件、串口參數(shù)的設(shè)置其中波特率9600bit/s,無奇偶校驗(yàn)。在以上語音識(shí)別引擎和串口初始化完畢，系統(tǒng)初始化完成，接下來是對(duì)程序消息函數(shù)的實(shí)現(xiàn)過程。在MFC程序運(yùn)行過程中，程序需要由事件驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)維護(hù)是維護(hù)窗口例行過程中主要的維護(hù)機(jī)制，對(duì)在傳入系統(tǒng)的消息時(shí)消息處理函數(shù)會(huì)對(duì)其進(jìn)行處理。在建立一個(gè)窗口前，為了讓消息處理函數(shù)與窗口建立聯(lián)系，消息處理函數(shù)必須先寫，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到消息時(shí)就會(huì)調(diào)用消息處理函數(shù)。消息函數(shù)中包含的消息事件是在程序流程中依次被取出，在程序執(zhí)行實(shí)現(xiàn)，將實(shí)現(xiàn)結(jié)果依次發(fā)送到特定的窗口中。整個(gè)消息響應(yīng)過程是一個(gè)程序輪詢的過程。在程序輪詢中按照取出消息，派發(fā)消息的循環(huán)過程，直到退出循環(huán)，程序終止[10]。本程序在對(duì)消息響應(yīng)函數(shù)的設(shè)計(jì)過程中,在語法規(guī)則被識(shí)別引擎CRInstanceCreat_ISP識(shí)別之后,應(yīng)用程序需要由ISpRecoContext對(duì)象發(fā)出語音識(shí)別消息，并調(diào)用識(shí)別消息的各個(gè)響應(yīng)函數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)更多的擴(kuò)展應(yīng)用，使人機(jī)互動(dòng)過程更加靈活多樣，系統(tǒng)方案中加入了PC與MCU的通信部分。系統(tǒng)下位機(jī)設(shè)計(jì)的硬件部分包括51單片機(jī)最小系統(tǒng),電平轉(zhuǎn)換電路,語音播報(bào)模塊。系統(tǒng)下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用C語言在Keil下編程。 下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)這里使用STC89C51單片機(jī)作為下位機(jī)MCU，系統(tǒng)電源采用電腦USB接口電源供電，語音模塊供電部分采用兩個(gè)二極管達(dá)到降壓的目的，整個(gè)下位機(jī)電路系統(tǒng)包括語音模塊電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路以及串口電平轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖5所示。其中電路板設(shè)計(jì)使用Altium 軟件繪制原理圖與PCB，電路板工藝設(shè)計(jì)過程中主要經(jīng)過了電路板鉆孔、線路曝光、線路顯影以及線路腐蝕四個(gè)流程。圖5 單片機(jī)最小系統(tǒng) 串口電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)由于電腦電平使用的是CMOS電平，而下位機(jī)最小系統(tǒng)采用的是TTL電平，在上位機(jī)與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)過程中，需要將電腦的COMS電平轉(zhuǎn)換成下位機(jī)的TTL電平，將下位機(jī)的TTL電平轉(zhuǎn)換成電腦的CMOS電平，上位機(jī)與下位機(jī)才能正常通信。本串口電平轉(zhuǎn)換芯片選用MAX232芯片,串口電平轉(zhuǎn)換電路如圖６所示?！D6 串口電平轉(zhuǎn)換電路 語音控制模塊及流水燈電路設(shè)計(jì)語音播報(bào)控制芯片選用廣東唯創(chuàng)的WTV020SD，該模塊控制方式多樣，這里選用該模塊的三線串口控制方式。其硬件鏈接方式簡(jiǎn)單，只需CLK，RST以及DI三條線路與單片機(jī)的IO連接。流水燈電路中使用7個(gè)發(fā)光二極管加一個(gè)1K歐排阻進(jìn)行限流，如圖7所示為語音控制模塊以及流水燈的接口電路。圖7 語音模塊與LED電路圖8下位機(jī)硬件實(shí)物圖 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)下位機(jī)軟件采用C語言在Keil下編程實(shí)現(xiàn)。軟件實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)上位機(jī)接收到語音命令信息，向下位機(jī)串口發(fā)送相應(yīng)的十六進(jìn)制字符，下位機(jī)接收到串口發(fā)送的數(shù)據(jù)，通過選擇判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能要求，本設(shè)計(jì)案例中加入了語音播報(bào)與流水燈閃爍過程。下位機(jī)軟件執(zhí)行流程如圖9所示：執(zhí)行相關(guān)功能模塊結(jié)束接收數(shù)據(jù)一致一致 否是等待串口發(fā)送并接收數(shù)劇波特率、IO口初始化開始圖9 下位機(jī)執(zhí)行流程圖 下位機(jī)串口通信波特率設(shè)置為了使上位機(jī)與下位機(jī)能進(jìn)行正常通信,，波特率設(shè)定為9600 bit/s。根據(jù)波特率的計(jì)算公式： 其中X為定時(shí)器的初始值，fosc為單片機(jī)使用的晶振頻率大小。此過程需要對(duì)單片機(jī)的定時(shí)器，串行口控制寄存器以及PCON寄存器進(jìn)行設(shè)置。定時(shí)器工作方式選擇定時(shí)器一的方式二，串行口方式選擇方式一，即串行口使用10位通用異步通信接口，此時(shí)PCON寄存器的SMOD位設(shè)定為0。根據(jù)以上條件和波特率計(jì)算公式得出定時(shí)器一的初始值X。 語音播報(bào)控制芯片時(shí)序控制這里語音播報(bào)芯片WTV020SD使用的是三線串口控制模式，其實(shí)現(xiàn)機(jī)制是是由單片機(jī)的三個(gè)IO口按照一定的時(shí)序分別控制CLK，RST以及DI。其控制時(shí)序如圖10所示。在RST信號(hào)拉低5ms之后，CLK信號(hào)需要立即拉高300ms并等待數(shù)據(jù)線2ms的時(shí)間，數(shù)據(jù)線可隨時(shí)鐘線發(fā)送數(shù)據(jù)，每次發(fā)送兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)即音頻文件的文件名，這里音頻文件名是以十六進(jìn)制形式命名的兩字節(jié)格式。當(dāng)文件名的十六位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，語音播報(bào)芯片開始響應(yīng)輸出對(duì)應(yīng)的語音文件，即時(shí)序圖中的BUSY信號(hào)為高電位，表示有語音輸出這個(gè)狀態(tài)。圖10 三線串口控制時(shí)序系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)是在Windows7系統(tǒng)下進(jìn)行配置的，上位機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)試階段主要是針對(duì)上位機(jī)麥克風(fēng)的訓(xùn)練。系統(tǒng)上位機(jī)在對(duì)Windows系統(tǒng)視窗程序、打開網(wǎng)站和播放Flash動(dòng)畫都是在PC上完成的，當(dāng)用戶在一定的距離之內(nèi)對(duì)著麥克風(fēng)發(fā)出語音請(qǐng)求，Windows彈出相應(yīng)的功能表示上位機(jī)軟件在PC中的設(shè)計(jì)沒有問題。上位機(jī)麥克風(fēng)訓(xùn)練過程首先需要打開Windows7系統(tǒng)，進(jìn)入控制面板的輕松訪問界面啟動(dòng)語音識(shí)別并設(shè)置麥克風(fēng)。如圖11 所示為啟動(dòng)語音識(shí)別配置麥克風(fēng)。圖11 啟動(dòng)語音識(shí)別配置麥克風(fēng)當(dāng)上位機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)彈出軟件歡迎動(dòng)畫界面如圖12所示。 圖12 軟件歡迎動(dòng)畫界面系統(tǒng)上位機(jī)軟件打開后，當(dāng)用戶對(duì)著麥克風(fēng)呼出“阜陽師范學(xué)院”，Windows界面彈出阜陽師范學(xué)院的網(wǎng)站。圖13 小葉同學(xué)正對(duì)著麥克風(fēng)呼叫“阜陽師范學(xué)院”圖14 Windows 彈出阜陽師范學(xué)院網(wǎng)站窗口 下位機(jī)調(diào)試系統(tǒng)下位機(jī)調(diào)試主要針對(duì)串口通訊和語音播報(bào)模塊的時(shí)序調(diào)試。串口通訊調(diào)試過程中，由上位機(jī)發(fā)送十六進(jìn)制字符如果下位機(jī)接收到相應(yīng)的字符那么波特率設(shè)置正確。在語音播報(bào)控制模塊的調(diào)試中需要嚴(yán)格按照WTV020SD的三線控制時(shí)序，其中CLK與DI時(shí)序如圖15示波器截圖所示，黃線是CLK，綠線是DI。 圖15 示波器檢測(cè)到的CLK與DI時(shí)序波7. 設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)過程是學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)的同步過程，由于在校期間軟件方面知識(shí)很是欠缺，本設(shè)計(jì)是從開始接觸MFC到了解在MFC平臺(tái)下開發(fā)軟件的一個(gè)開始階段。設(shè)計(jì)制作過程中也是從一點(diǎn)一滴學(xué)起來的，并逐步完善的。為了讓整體設(shè)計(jì)效果達(dá)到實(shí)用性與趣味性，在設(shè)計(jì)過程中相繼添加了幾個(gè)生活中實(shí)用性的模塊。因?yàn)檎Z音識(shí)別技術(shù)是人機(jī)互動(dòng)的一種方式，在人的意志控制下，以發(fā)出語言的方式讓機(jī)器來實(shí)現(xiàn)人的意愿是很有趣，很友好的。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程遇到了一些問題，解決這些問題的過程的同時(shí)也提升了學(xué)習(xí)能力，在歷時(shí)幾個(gè)月的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)的時(shí)間里，對(duì)軟件設(shè)計(jì)有了初步認(rèn)識(shí)。參考文獻(xiàn)：[1] Microsoft Speech SDK Help [Z].[2] 李逸波，郭天杰，[M] 北京：電子工業(yè)出版社，1998.[3] 安居院猛，(日)[M] 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1987.[4] 孟威，黃維通 Visual C++ 程序設(shè)計(jì)教程[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002. 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