【導(dǎo)讀】讓機(jī)器聽(tīng)懂人類的語(yǔ)音,這是人們長(zhǎng)期以來(lái)夢(mèng)寐以求的事情。論和信息論、發(fā)聲機(jī)理和聽(tīng)覺(jué)機(jī)理、人工智能等等。其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣，例。成為信息社會(huì)不可或缺的重要組成部分。同時(shí)，語(yǔ)言也是人與機(jī)器之間進(jìn)行通信的重要工具，它是一種理想的人機(jī)。機(jī)和其他智能機(jī)器的應(yīng)用，提高社會(huì)的信息化程度。本設(shè)計(jì)利用ARM處理器開(kāi)發(fā)處理音頻信號(hào)，通過(guò)一個(gè)ARM9芯。它完成了基于非特定人的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)試，其對(duì)于語(yǔ)音命。關(guān)鍵詞：語(yǔ)音識(shí)別；ARM處理器；LD3320;12864;信號(hào)。

　　

【正文】 02H， 0004H， 0006H 四種編碼； 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 22 （ 3）顯示中文字形：將 16 位元資料寫入 DDRAMK，范圍為 A1A1H— F7FEH的編碼。 繪圖 RAM（ GDRAM） 繪圖顯示 RAM 提供 64 32 個(gè)位元組的記憶空間，最多可以控制 256 64點(diǎn)的二維也納繪圖緩沖空間，在更改繪 圖 RAM 時(shí)，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值，再寫入兩個(gè) 8 位元的資料到繪圖 RAM，而地址計(jì)數(shù)器（ AC）會(huì)自動(dòng)加一；在寫入繪圖 RAM 的期間，繪圖顯示必須關(guān)閉，整個(gè)寫入繪圖 RAM 的步驟如下： （ 1）關(guān)閉繪圖顯示功能； （ 2）先將水平的位元組坐標(biāo)（ X）寫入繪圖 RAM 地址； （ 3）再將垂直的坐標(biāo)（ Y）寫入繪圖 RAM 地址； （ 4）將 D15—— D8 寫入到 RAM 中； （ 5）將 D7—— D0 寫入到 RAM 中； （ 6）打開(kāi)繪圖顯示功能。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 23 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 語(yǔ)音識(shí)別操 作流程 語(yǔ)音識(shí)別的操作順序是： 語(yǔ)音識(shí)別初始化 寫入識(shí)別列表 列表的規(guī)則是，每個(gè)識(shí)別條目對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的編號(hào) (1 個(gè)字節(jié) )不同的識(shí)別條目的編號(hào)可以相同，而且不用連續(xù)。本芯片最多支持 50 個(gè)識(shí)別條目，每個(gè)識(shí)別條目是標(biāo)準(zhǔn)普通話的漢語(yǔ)拼音 (小寫 )，每 2 個(gè)字 (漢語(yǔ)拼音 )之間用一個(gè)空格間隔。編號(hào)可以相同，可以不連續(xù)，但數(shù)值要小于 256 (OOH～ FFH）。例子中“北京”和“首都”對(duì)應(yīng)同一編號(hào)，說(shuō)這兩個(gè)詞會(huì)有相同結(jié)果返回。 1 Bei jing 1 Shou du 3 Shang hai 7 Tian jing 8 Chong qing 表 31 識(shí)別列表舉例 編號(hào)可以相同，可以不連續(xù)，但數(shù)值要小于 256 (OOH～ FFH）。 例子中 “ 北京和 “ 首都 ” 對(duì)應(yīng)同一編號(hào)，說(shuō)這兩個(gè)詞會(huì)有。相同結(jié)果返回 開(kāi)始識(shí)別 并準(zhǔn)備好中斷響應(yīng)函數(shù)，打開(kāi)中斷允許位。 設(shè)置幾個(gè)相關(guān)的寄存器，就可以控制 LD3320芯片開(kāi)始語(yǔ)音識(shí)別。值得注意 :單片機(jī)程序中，一般會(huì)用一個(gè)全局變量控制當(dāng)前狀態(tài)， (例如 :LD_ASR_ RUNING 狀態(tài)或者 LD_ ASR_ FOUNDOK 狀態(tài) )在編程時(shí)一定要把對(duì)該狀態(tài)的設(shè)置放在正式 LD3320 芯片開(kāi)始識(shí)別以 前。 響應(yīng)中斷 如果麥克風(fēng)采集到聲音，不管是否識(shí)別出正常結(jié)果，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。而中斷程序要根據(jù)寄存器的值分析結(jié)果。讀取 BA寄存器的值，可以知道有幾個(gè)候選答案，而 C5 寄存器里的答案是得分最高、最可能正確的答案。例蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 24 如發(fā)音為“上?！辈⒈怀晒ψR(shí)別 (無(wú)其他候選 )，那么 BA 寄存器里的數(shù)值是 1, 而 C5 寄存器里的值是對(duì)應(yīng)的編碼 3。 語(yǔ)音識(shí)別操作流程 如圖 31 所示： 圖 31 語(yǔ)音識(shí)別操作流程 系統(tǒng)程序流程 程序工作過(guò)程 ： 程序開(kāi)始后，首先完成程序的初始化，隨后進(jìn)入語(yǔ)音識(shí)別循環(huán)程序，將通過(guò)麥克風(fēng)輸入的語(yǔ)音信號(hào)在語(yǔ)音識(shí)別芯片 LD 3320中進(jìn)行頻譜分析，分析后將提取到的語(yǔ)音特征和關(guān)鍵詞語(yǔ)列表中的關(guān)鍵詞語(yǔ)進(jìn)行對(duì)比匹配。經(jīng)過(guò)語(yǔ)音比較判斷后，如果語(yǔ)音識(shí)別成功，則播放相應(yīng)的語(yǔ)音或者在顯示屏上顯示；如果語(yǔ)音識(shí)別不成功，則程序返回到語(yǔ)音識(shí)別循環(huán)程序，重新進(jìn)行語(yǔ)音比較，直到語(yǔ)音識(shí)別成功，循環(huán)程序結(jié)束。 系統(tǒng) 的操作順序是 : 語(yǔ)音識(shí)別用初始化 (包括通用初始化 )一寫入識(shí)別列表一開(kāi)始識(shí)別，并準(zhǔn)備好中斷響應(yīng)函數(shù)，打開(kāi)中斷允許位。這里需要說(shuō)明一下 ，如果不用中斷方式，開(kāi)始 初始化 RAM 執(zhí)行訓(xùn)練，獲得 訓(xùn)練結(jié)果 訓(xùn)練成功 返回 N Y 開(kāi)始 定時(shí)采集 語(yǔ)音樣本 返回 中斷服務(wù) 語(yǔ)音特征 模型 開(kāi)始 初始化識(shí)別器 獲得識(shí)別結(jié)果 識(shí) 別出語(yǔ)音命 令 執(zhí)行相應(yīng)操作 返回 N Y 訓(xùn)練過(guò)程 識(shí)別過(guò)程 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 25 也可以通過(guò)查詢方式工作。在“開(kāi)始識(shí)別”后，讀取寄存器 B2H 的值，如果為21H就表示有識(shí)別結(jié)果產(chǎn)生。此之后讀取候選項(xiàng)等操作與中斷方式相同。 系統(tǒng)程序流程圖如圖 32 示 : 圖 32 系統(tǒng)程序流程圖 開(kāi)始 訓(xùn)練第一條命令 訓(xùn)練成功 訓(xùn)練第二條命令 訓(xùn)練成功 語(yǔ)音識(shí)別開(kāi)始 獲得識(shí)別結(jié)果 識(shí)別出語(yǔ)音命令 播放相應(yīng)的 語(yǔ)音提示 N N Y Y N Y 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 26 4 軟件 調(diào)試 上電調(diào)試 LD芯片重啟后， LD_ Reset，就是把 (RSTB)管腳的電平拉低拉高后管腳 29，30會(huì)穩(wěn)定地送出低電平，這個(gè)可以作為一個(gè)上電是否正常的檢測(cè)。 讀寫寄存器調(diào)試 檢查寄存器的讀寫是否正確 :向可讀寫的寄存器寫入某個(gè)數(shù)值，再讀出來(lái)，用來(lái)檢查寄存器讀寫是否正常。由于曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)每次 讀寫都是在自己的總線上進(jìn)行，沒(méi)有真正 touch 到 LD 3320 芯片。所以每次先向一個(gè)寄存器寫，再讀出來(lái)，內(nèi)容是完全正確，但實(shí)際上沒(méi)有真正地讀寫進(jìn)寄存器，而只是把剛剛寫的數(shù)值再顯示了出來(lái)。所以讀寫寄存器的序列如下： LD reset ()； LD_ReadReg (Ox6)； LD_ WriteReg (0x35, 0x33)； LD_ WriteReg (Ox1b, 0x55)； LD_ WriteReg (Oxb3, Oxaa)； 打印并比較 (LD_ ReadReg(Ox35))； 打印并比較 (LD_ ReadReg(Ox1b))； 打印并比較 (LD_ ReadReg(Oxb3))； 就是向 3 個(gè)寄存器先依次寫數(shù)據(jù)，再依次讀數(shù)據(jù) 出來(lái)。作為比較這樣可以有效地驗(yàn)證讀寫寄存器是否正常。 檢查存儲(chǔ)器初始值 在 LD_ Reset 后，代碼如下： LD reset ()； 打印 (LD_ReadReg (0x06)) 打印 (LD_ReadReg (0x06)) 打印 (LD_ReadReg (0x35)) 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 27 打印 (LD_ReadReg (Oxb3)) 在 Reset 芯片 后，直接讀取 4 個(gè)寄存器。 如果是這個(gè)順序打印的值應(yīng)該是如下的 4 個(gè)值 :00 87 80 FF 其中第一次讀寄存器 06，只是相當(dāng)于激活了芯片。值為 00，或者為 87，其中第二次讀寄存器 06，值為 0x87,讀寄存器 35，值為 0x80，讀寄存器 b3，值為 Oxff。 檢查分為兩個(gè)步驟用戶可以上電后作一次；隨后在不掉電的情況下， LD_ reset()，檢查寄存器初值。再一次調(diào)用 LD_ reset()，再檢查一次寄存器初值。如果系統(tǒng)穩(wěn)定，那么無(wú)論何時(shí)調(diào)用 LD_reset 值， 都會(huì)得到正確的 寄存器初始。 如果發(fā)現(xiàn)第二次 LD_ reset()后的寄存器初始值不正確，那么說(shuō)明系統(tǒng)的硬件連接 /電源 /主控單片機(jī)的 I0 電壓等等硬件方面存在不穩(wěn)定，導(dǎo)致 LD 3320的狀態(tài)不穩(wěn)定。一定需要把這個(gè)問(wèn)題解決后才可能正確地運(yùn)行整個(gè)識(shí)別流程 值得著重注意的是，在完成第 2 步和第 3 步的工作后，一定要把所有向寄存器寫數(shù)值的操作都去掉，再去從頭完整地運(yùn)行提供的語(yǔ)音識(shí)別實(shí)例源程序。因?yàn)檫@些對(duì)寄存器進(jìn)行寫操作的語(yǔ)句，是會(huì)影響到 LD 3320 的狀態(tài)，不應(yīng)該出現(xiàn)在正確的流程中。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 28 5 硬件調(diào)試 硬件電路調(diào)試 檢查硬件焊接是不是有虛焊； 對(duì)照電路圖檢查是不是有焊接錯(cuò)誤； 線路連接是不是有問(wèn)題。 硬件功能檢查 根據(jù)編寫的語(yǔ)言要求，加電池后檢查是不是能按照程序運(yùn)行。若運(yùn)行正常，則各硬件器件完好，沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題；若運(yùn)行出現(xiàn)狀況，則說(shuō)明有器件出現(xiàn)焊接問(wèn)題或者各器件之間連接不正確，應(yīng)重新進(jìn)行檢查。 綜合調(diào)試 把硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行整合，對(duì)期間出現(xiàn)的故障進(jìn)行排除，使兩者融合，實(shí)現(xiàn)完整的系統(tǒng)功能。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 29 結(jié)論 我設(shè)計(jì)的課題是 語(yǔ)音文本顯示系統(tǒng)， 經(jīng)過(guò) 近幾個(gè)月 的 思考和準(zhǔn)備 ， 我已經(jīng)完成了老師規(guī) 定的任務(wù)。 本文語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性，并給出了設(shè) 計(jì)方案。通過(guò)多次測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)具有電路運(yùn)行穩(wěn)定，語(yǔ)音識(shí)別率 高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)借助于LD 3320 的 MP3 能，該系統(tǒng)具有一定的交互性和娛樂(lè)性。移植 性方面，系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單的修改，可以很方便地將 LD 3320 驅(qū)動(dòng)程序移植到各種嵌入式系統(tǒng)中。隨著人們對(duì)人工智能功能的需求，語(yǔ)音識(shí)別技 術(shù)將越來(lái)越受到人們的關(guān)注，相信不久的將來(lái)，語(yǔ)音識(shí)別將會(huì)擁有更廣闊的應(yīng) 用。 通過(guò)做本設(shè)計(jì)，我熟悉了 protel 軟件，基本上學(xué)會(huì)其使用方法， 本語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)以 LD 3320 語(yǔ)音識(shí)別芯片 核心部件，制作了一個(gè)語(yǔ)音識(shí)別控制系統(tǒng)。芯片 LD 3320,基于非特定人語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，可以動(dòng)態(tài)編輯識(shí)別條目列表，只需要把要識(shí)別的條目的內(nèi)容，以字符串的形式傳入芯片就可以進(jìn)行識(shí)別。真正實(shí)現(xiàn)了單芯片的語(yǔ)音識(shí)別，芯片內(nèi)置固化了完整的語(yǔ)音識(shí)別搜索引擎和完整的語(yǔ)音特征庫(kù)，還集成了高精度 AD和 DA 電路，外圍主控 MCU 通過(guò)并口或者 SPI鏈接到 LD 3320 的芯片 PIN 上，把麥克風(fēng)鏈接到 LD 3320 的 ADPIN 上，就可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能。 本 系統(tǒng)存在的問(wèn)題：在系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中也有問(wèn)題尚待解決。如系統(tǒng)的抗干擾問(wèn)題，系統(tǒng)在運(yùn) 行時(shí)容易受環(huán)境背景的噪聲干擾，有時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。這個(gè)些問(wèn)題是系統(tǒng)的不足之處，有待解決。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 30 致謝 三年的 大學(xué)生活即將結(jié)束， 回想起 三 年的大學(xué)生活，感觸頗多，是老師和同學(xué)們陪著我走完了這 三 年的大學(xué)生涯，他們給了我極大地鼓舞和很多的幫助，成為了我學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力。 本次設(shè)計(jì)都是在陶老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在我的論文完成之際，首先，在此衷心地感謝學(xué)校給我們提供了方便的圖書資源， 同時(shí) 感謝我的各位老師，從入學(xué)到現(xiàn)在，無(wú)論是在學(xué)習(xí)和生活上 他 們都對(duì)我們格外關(guān)心， 他 們淵博的學(xué)識(shí)和獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格讓我受益匪淺，另外 他 們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)方式時(shí)刻鞭策著我，讓我不斷進(jìn)步。 我特別要感謝的是陶老師，從論文選題開(kāi)始直到完成論文，他一直對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)認(rèn)真幫我找出問(wèn)題，并且引導(dǎo)我去解決問(wèn)題，對(duì)我的設(shè)計(jì)提出了寶貴的意見(jiàn)，直到我最終完成論文。 我還要感謝在這四年里一直給我支持的同學(xué)們。在這期間，每當(dāng)遇到困難，是他們給了我解決的靈感和勇氣。在這樣一個(gè)群體里面生活學(xué)習(xí)，我能明顯的感覺(jué)到每天的進(jìn)步，這讓我感到非常的快樂(lè)。 即將 踏上社會(huì)的大舞臺(tái)，大學(xué)階段所學(xué)到的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及為人處世之道將對(duì)我今后的工作和學(xué)習(xí)有著巨大的影響。我想在 我 踏入社會(huì)、進(jìn)入到工作崗位之后，我會(huì)懷念這大學(xué) 三 年來(lái)生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴 ，我會(huì) 懷念 我的老師 和同學(xué)們 ， 也會(huì)懷念學(xué)校輕松愉快、相互進(jìn)步的日子。 最后 ， 再次 感謝大學(xué) 三 年來(lái)給予我耐心指導(dǎo)和諄諄教導(dǎo)的老師們！感謝給予我?guī)椭凸膭?lì)的同學(xué)和朋友們！ 另外，向所有參加我論文評(píng)審和出席論文答辯會(huì)的 老師們 表示深深的謝意。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 31 參考文獻(xiàn) [1] 華成英，童詩(shī)白．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社， 2021． [2] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì) ． 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品 選編 ． 北京：北京理工大學(xué)出