【正文】 的提高。 3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用具有內(nèi)核的凌陽 SPCE061A 單片機(jī)，該芯片內(nèi)有 ADC、 DAC、定 8 時(shí)器／計(jì)數(shù)器、 RAM、 FLASH 等器件，加上適當(dāng)?shù)耐鈬娐放c配套的凌陽公司的集成開發(fā)環(huán)境，可以很方便地完成硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，從而實(shí)現(xiàn)上述功能。語音電子密碼鎖系統(tǒng)的核心是說話人識(shí)別模塊。 SPCE061A 是凌陽公司開發(fā)的一種性價(jià)比非常高的 16 位單片機(jī)，內(nèi)嵌 2K 字的 SRAM 和 32K 字的 FLASH，具有 32 位可編程的多功能 I／ O 端口；包含有 7 通道 1O 位通用 A／ D 轉(zhuǎn)換器、內(nèi)置麥克風(fēng)放大器、自動(dòng)增益控制 AGC 功能的單通道聲音 A／ D 轉(zhuǎn)換器，以及具有音頻輸出功能的雙通道 1O 位 D／ A 轉(zhuǎn)換器；在 2． 6V~3． 6V工作電壓范圍內(nèi)，工作頻率范圍為 0． 32MHz~49． 152Mhz，較高的處理速度使其能夠非常容易、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)；中斷系統(tǒng)支持 1O 個(gè)中斷向量以及 l4 個(gè)可來自系統(tǒng)時(shí)鐘、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、時(shí)間基準(zhǔn)發(fā)生器、外部中斷、鍵喚醒、通用異步串行通信及軟件中斷的中斷源，非常適合實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域； U’ nSPTM 的指令系統(tǒng)還提供具有較高運(yùn)算速度的 16 位 16 位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用增添了 DSP 功能，在復(fù)雜 的數(shù)字信號(hào)處理方面既非常便利，又比專用的 DSP 芯片便宜得多。 語音輸人電路 SPCE061A 內(nèi)置 8 通道 1O位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中 7 個(gè)通道用于將模擬信號(hào) (例如電壓信號(hào) )轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)， 1 個(gè)通道只用于語音輸入，即通過內(nèi)置自動(dòng)增益控制放大器的麥克風(fēng)通道 (MIC— IN)輸入。因此，可以直接將語音信號(hào)送給此輸入通道，完成 8kHz語音信號(hào)的采集、編碼并存儲(chǔ)到片外 FLASH 中，簡化了電路設(shè)計(jì)。 音頻輸出電路 凌陽 SPCE061A單片機(jī)具有音頻輸出功能的雙通道 1O位 D／ A轉(zhuǎn)換器可 以完成用戶訓(xùn)練、識(shí) 別等各種操作的語音提示。 SPCE061A 提供的音頻輸出方式為雙通道 DAC 方式，在此方式下， DAC1 和 DAC2 轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號(hào)分別通過AUD1 和 AUD2 引腳輸出，輸入的 字量分別寫入 P— DAC1(寫 )(0x7017)和 P—DAC2(寫 )(0x7016)單元。 六位七段數(shù)碼管顯示電路 LED 顯示器中每個(gè)發(fā)光二極管要通過 5～ 20mA 電流才能達(dá)到正常亮度，而SPCEO61A 的 IO口輸出電流可達(dá)到 5mA，不用驅(qū)動(dòng)電路即可達(dá)到正常亮度。系統(tǒng) 9 為了滿足可靠性設(shè)計(jì)，采用晶體管構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。整個(gè)顯示過程中采用動(dòng)態(tài)顯示，即六位顯示器逐一輪流顯示，每位持續(xù) lms 或 10ms 循環(huán)一遍，也可以適當(dāng)進(jìn)行更改，但刷新速度不要小于每秒三十幀，這樣，由于視覺暫留現(xiàn)象，看到的便是六位七段 LED 顯示器同時(shí)顯示。 矩陣式鍵盤掃描電路 按鍵輸入部分共有數(shù)字鍵、密碼設(shè)定鍵、密碼顯示鍵、確認(rèn)鍵和密碼清除鍵等16 個(gè)按鍵，用于密碼輸入和功能按鍵的實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用具有鍵喚醒功能的 IO 的低 8位 IOA0~IOA7接 4 4鍵盤作為控制輸入部分，從而可以合理利用硬件資源，且編程靈活。識(shí)別鍵盤有無鍵被按下的方法是：讓所有列線均為低電平，檢查各行線電平是否有高電平，如果有則說明有鍵被按下；如果沒有，則說明無鍵被按下 (實(shí)際編程時(shí)應(yīng)考慮按鍵抖動(dòng)的影響，通?？偸遣捎密浖訒r(shí)的方法進(jìn)行消抖處理 )。識(shí)別具體按鍵的方法采用掃描法：逐個(gè)列置零電平，并檢查各行線電平的變化，如果某行電平由低電平變?yōu)楦唠娖?，則可確定此行此列交叉點(diǎn)處按鍵被按下。 外部 FLASH 擴(kuò)展電路 SPCEO61A 片內(nèi)的 FLASH 存儲(chǔ)器只有 32K，在播放大量語音資 源時(shí)需要外擴(kuò)存儲(chǔ)器。本設(shè)計(jì)使用凌陽科技公司的 SPR4096 作為外擴(kuò)存儲(chǔ)器，與 SPCE061A 結(jié)合播放語音。在使用 SPR4096 時(shí)，采用 ResWriter 對(duì) SPR4096 進(jìn)行讀寫操作，用于存儲(chǔ)說話人的個(gè)性特征參數(shù)參考模板。 電鎖的激活與解除 SPCE061A 單片機(jī)完成識(shí)別和顯示后，驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)開鎖功能，并檢測其驅(qū)動(dòng)電流值、接收傳感器送來的報(bào)警信號(hào)、發(fā)送數(shù)據(jù)等。單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在 FLASH 中的密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入 密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確，則單片機(jī)通過通信線路向智能監(jiān)控器報(bào)警。單片機(jī)將每次開鎖操作和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器，同時(shí)將接收的來自傳感器接口的報(bào)警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器，作為智能化分析的依據(jù)。在發(fā)送端，電子鎖具通過脈沖變壓器 T 將調(diào)制好的數(shù)據(jù)信號(hào)升壓后發(fā)送出去；在接收端，脈沖變壓器 T 將接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)降壓后送解調(diào)器，以減少載波信號(hào)在傳輸 10 過程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾，對(duì)扼流圈 L、耦合電容 C的選擇要綜合考慮，設(shè)載波頻率 f0— 400kHz，為了保證絕大部分 信號(hào)能量傳輸?shù)浇邮斩耍?L一 33． 7H， C1— 0． 047~F。電流監(jiān)視功能是為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈。電流監(jiān)視器采用 MAXIM 公司生產(chǎn)的電流／電壓轉(zhuǎn)換芯片 MAX471。該芯片能將被測電流 I 轉(zhuǎn)化成對(duì)地輸出電壓 U，且有測量范圍大、精度高、輸出電壓 U 和被測電流 I 成正比等特點(diǎn)。電流監(jiān)視器輸出電壓送達(dá) A／ D 轉(zhuǎn)換器，單片辨識(shí)器初始化機(jī)通過讀取 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 ,獲知線路中電流的變化情況，通過分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) SPCE061A 的 開發(fā)可通過在線調(diào)試器 PROBE 來實(shí)現(xiàn)。它利用了 SPCE061 內(nèi)置的在線仿真電路 ICE(In— Circuit Emulator)和凌陽公司的在線串行編程技術(shù)。PROBE 可工作于凌陽 IDE 集成開發(fā)環(huán)境軟件 nSP(tm)下，具有編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真等功能。利用 IDE 友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問命令列表可以使用戶的編程、調(diào)試工作更加方便和高效。此外， IDE 的軟件仿真功能可以在不連接仿真板的情況下模擬硬件的各項(xiàng)功能來調(diào)試程序。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，在主函數(shù)中調(diào)用相關(guān)函數(shù)完成特定人語音的訓(xùn)練，訓(xùn)練成功 后再進(jìn)行語音識(shí)別，根據(jù)識(shí)別的命令執(zhí)行鍵盤控制操作，根據(jù)各功能鍵的不同，執(zhí)行相應(yīng)的程序，完成對(duì)密碼的修改、設(shè)置、對(duì)比、顯示等功能。 5 結(jié)論 本系統(tǒng)采用 SPCE061A16位單片機(jī)構(gòu)成嵌入式語音處理與控制系統(tǒng)，操作簡單，易于使用，但語音識(shí)別能力尚有待提高。電子密碼鎖技術(shù)發(fā)展至今，已廣泛應(yīng)用于財(cái)產(chǎn)安全防范要求較高的領(lǐng)域隨著信息技術(shù)和和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，語音電子密碼鎖技術(shù)必將有更大的發(fā)展，并最終實(shí)現(xiàn)高效、安全、可靠的聲紋控制的語音電子密碼鎖。