【正文】 如果辨識(shí)結(jié)果為動(dòng)作指令小車(chē)會(huì)語(yǔ)音告知相應(yīng)動(dòng) 桂林電子科技大學(xué)。程序一開(kāi)始判斷小車(chē)是否被訓(xùn)練過(guò)，如果沒(méi)有訓(xùn)練過(guò)則要求對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練，并且會(huì)在訓(xùn)練成功之 后將訓(xùn)練的模型存儲(chǔ)到 Flash，在以后使用時(shí)不需要重新訓(xùn)練；如果已經(jīng)訓(xùn)練過(guò)會(huì)把存儲(chǔ)在Flash 中的模型調(diào)出來(lái)裝載到辨識(shí)器中。必要時(shí)還要有對(duì)應(yīng)的輸入端設(shè)置和 PWM 端口設(shè)置等。 表 輸入與小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)照表 IOB11 IOB10 IOB9 IOB8 后電機(jī) 前電機(jī) 小車(chē) 0 1 1 0 正轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 右后轉(zhuǎn) 1 0 1 0 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 左后轉(zhuǎn) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )報(bào)告用紙 第 27 頁(yè) 共 58 頁(yè) 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總體程序流程 系統(tǒng)的總體程序流程如圖 41所示： 圖 41 系統(tǒng)總體程序流程圖 語(yǔ)音識(shí)別小車(chē)的主程序流程如圖 51 所示，分為四大部分：初始化部分、訓(xùn)練部分、識(shí)別部分、重訓(xùn)操作。以下是小車(chē)的運(yùn)行對(duì)照說(shuō)明表。長(zhǎng)延時(shí)電路吸收電機(jī)啟動(dòng)過(guò)流電壓波形，從而使電機(jī)正常啟動(dòng) 。 U5A 輸出電平與 555 的 3 腳輸出電平經(jīng) U7 相或，如果 U5A輸出低電平大于 C1充電時(shí)間， U7 在 C1充電后輸出低電平由與門(mén) U8 輸入到 L298N的 6 腳 ENA 端使電機(jī)停止。 當(dāng) C1 上充電電壓，即 6 腳電壓超過(guò) 2／ 3 VCC， 555 電路復(fù)位，輸出低電平。長(zhǎng)延時(shí)電路可把這兩種狀態(tài)區(qū)分出來(lái)。 電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) N 為 0，電機(jī)的電流急劇增加，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將會(huì)使電機(jī)燒壞。由上面可知，框圖 1 控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，框圖 2 控制爐體壓強(qiáng)的紋波大小。 U5A 是一個(gè)比較器， Rs1 是采樣電阻， VRBF2是電機(jī)過(guò)流電壓。根據(jù)工藝要求，我們可自行規(guī)定 VA，VB 的值，只要爐體壓強(qiáng)在 VA， VB 所確定范圍之間 電機(jī)停轉(zhuǎn)（注意 VB＜ VRBF1＜ VA，如果不在這個(gè)范圍內(nèi)，系統(tǒng)不穩(wěn)定）。 （ 2）虛線(xiàn)框圖 2 中， U3A， U4A 兩個(gè)比較器組成雙限比較器，當(dāng) VB＜ VI＜ VA 時(shí)輸出低電平，當(dāng) VI＞ VA， VI＜ VB 時(shí)輸出高電平。同理 VI＜ VRBF1 時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。 下面是 3 個(gè)虛線(xiàn)框圖功能： （ 1）虛線(xiàn)框圖 1 控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)， U1A， U2A 是比較器， VI 來(lái)自爐體壓強(qiáng)傳感器的電壓。同為低電平電機(jī)停止，同為高電平電機(jī)剎停。 In3， In4 的邏輯圖與表 1 相同。 EnA， EnB 接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 L298 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電動(dòng)機(jī)， OUT1， OUT2 和 OUT3， OUT4 之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。輸出電流可達(dá) 2． 5 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。 L298N 可接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào) VSS， VSS 可接 4． 5～ 7 V 電壓?？梢苑奖愕尿?qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩 相步進(jìn)電機(jī)。以下是 L298N 的工作原理。比如常用的 L293D、 L298N、 TA7257P、 SN754410等。如果 DIR－ L 信號(hào)為 0， DIR－ R 信號(hào)為 1，并且使能信號(hào)是 1，那么三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通，電流從左至右流經(jīng)電機(jī)（如圖 所示）；如果 DIR－ L 信號(hào)變?yōu)?1，而 DIR－ R 信號(hào)變?yōu)?0，那么 Q2 和 Q3 將導(dǎo)通，電流則反向流過(guò)電 機(jī)。（與本節(jié)前面的示意圖一樣，圖 所示也不是一個(gè)完整的電路圖，特別是圖中與門(mén)和三極管直接連接是不能正常工作的。 4 個(gè)與門(mén)同一個(gè) “使能 ”導(dǎo)通信號(hào)相接，這樣，用這一個(gè)信號(hào)就能控制整個(gè)電路的開(kāi)關(guān)?；谏鲜鲈?，在實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路中通常要用硬件電路方便地控制三極管的開(kāi)關(guān)。如果三極管 Q1 和 Q2 同時(shí)導(dǎo)通，那么電流就會(huì)從正極穿過(guò)兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極。當(dāng)三極管 Q2 和 Q3 導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過(guò)電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周?chē)募^表示為逆時(shí)針?lè)较颍．?dāng)三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過(guò)電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周?chē)募^指示為順時(shí)針?lè)较颍?。例如，如圖 所示，當(dāng) Q1 管和 Q4 管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng) Q1 從左至右穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)Q4 回到電源負(fù)極。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過(guò)電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 如圖所示， H 橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括 4 個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。電路得名于 “H 橋驅(qū)動(dòng)電路 ”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜?H。 電源的附近接上兩個(gè)一大一小的電容，以達(dá)到濾波的效果。電源部分：整個(gè)小車(chē)有 2 個(gè)電源信號(hào)： 4 個(gè) 電池電源 用于給 控制板 和 61 板工作電源， 61 板的 I/O 輸出電源。 控制板主要包括：接口電路、電源電路和兩路電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，控制板原理圖如圖 。方向控制單元負(fù)責(zé)小車(chē)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止三態(tài)控制，速度控制單元是擴(kuò)展單元，是為了適應(yīng)不同的場(chǎng)合需求而設(shè)置的。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 58 頁(yè) 電機(jī)控制模塊 電機(jī)控制模塊是整個(gè)控制板的核心內(nèi)容，也是整個(gè)語(yǔ)音控制小車(chē)的核心部分。另外，還具有外部復(fù)位電路，即在引腳 6 上外加一個(gè)低電平就可令其復(fù)位。 復(fù)位是對(duì) 61 板內(nèi)部的硬件初始化。此時(shí)整個(gè)板子只有 電壓， I/O 端口電壓此時(shí)只有一種選擇。 5V 電壓再通過(guò) SPY0029 穩(wěn)壓到。 5V 直流電壓直接通過(guò) SPY0029（相當(dāng)于一般 穩(wěn)壓器）穩(wěn)壓到 ，為整個(gè) 61 板提供了 和 兩種電平的電壓。對(duì)應(yīng)的引腳中 1 36 和 7 必須為 , 對(duì)于 I/O 端口的電壓 55 75 可以是 也可以是 5V，這兩種電平的選擇通過(guò)跳線(xiàn) J5 來(lái)控制。 圖 中 J10 是電源接口， 61 板的內(nèi)核 SPCE061A 電壓要求為 ，而 I/O 端口的電壓可以選擇 也可以選擇 5V。這樣，就不需要再用仿真器和 編程器了，只要 將其 正確 連接好，就可以通過(guò)它在 PC 機(jī)上調(diào)試程序、在線(xiàn)仿真、最后將程序下載到芯片中，完成程序的燒寫(xiě)。 器（ PROBE）和 EZPROBE 接口 圖 中 J4 為 PROBE 的接口，該接口有 5 針，其中兩個(gè)分別是地（ VSS）和 電源（ VCC）。 SPY0030 是凌陽(yáng)的芯片，相當(dāng)于LM386，但是比 386 音質(zhì)好。 /輸 出接口 正如我們?cè)谇懊娼榻B的 61 板具有強(qiáng)大的語(yǔ)音處理功能，如圖 所示， X1 是語(yǔ)音的 MIC 輸入端，帶自動(dòng)增益（ AGC）控制。非懸浮輸入又可以設(shè)置為上拉輸入或是下拉輸入。而且該 I/O 口是可編程的，即可以設(shè)置為輸入或輸出。 如圖 所示。 圖 ICE 接口電路 1*8鍵盤(pán)模塊介紹 鍵盤(pán)模組可直接用排線(xiàn)與 61 單片機(jī) I/O 口相連 。 61 板為 Probe 和 EZ_Probe 各自提供了一組接口，可通 過(guò) S5 跳線(xiàn)來(lái)選擇使用的接口類(lèi)型。 圖 音頻輸出電路 SPCE061A 芯片中已經(jīng)集成了音頻輸入專(zhuān)用 ADC 以及 AGC 放大電路，因此芯片外部的電路比較簡(jiǎn)單，圖 是 61 板的音頻輸入電路模塊。SPCE061A內(nèi)置 2路 10 位精度的 DAC，只需要外接功放電路即可完成語(yǔ)音的播放。 圖 電源電路 S1C 3 71 0 4R 1 8V D DR E S BV S S 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 58 頁(yè) 音頻電路由音頻輸出和音頻輸入兩部分組成。 SPY0029 是凌陽(yáng)公司設(shè)計(jì)的電壓調(diào)整 IC，采用 CMOS工藝，具有靜態(tài)電流低、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、線(xiàn)性調(diào)整出色等特點(diǎn)。 復(fù)位電路圖如圖 所示。 61 板本身具有上電復(fù)位功能，即只要一通電就自動(dòng)復(fù)位。電路圖如圖 。 PLL的電路框圖如圖 。 電路圖如圖 圖 環(huán) PLL 振蕩器 PLL電路的作用是將系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的基頻 (32768Hz)進(jìn)行倍頻，調(diào)整至、 、 、 。 CPU被喚醒后默認(rèn)的時(shí)鐘頻率為 Fosc/8，用戶(hù)可以根據(jù)需要調(diào)整該值。處于強(qiáng)振模式時(shí)， RTC振蕩器始終運(yùn)行在高耗能的狀態(tài)下。用戶(hù)可以通過(guò)對(duì)P_SystemClock單元編程完成對(duì)系統(tǒng)時(shí) 鐘和 CPU時(shí)鐘頻率的定義。 32768Hz的實(shí)時(shí)時(shí)鐘經(jīng)過(guò) PLL倍頻電路產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘頻率 (Fosc)， Fosc再經(jīng)過(guò)分頻得到 CPU時(shí)鐘頻率 (CPUCLK)可通過(guò)對(duì) P_SystemClock(寫(xiě) )($7013H)單元編程來(lái)控制。 SPCE061A通過(guò)對(duì)32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘源分頻而提供了多種實(shí)時(shí)時(shí)鐘中斷源。 圖 芯片電路 unSP時(shí)鐘電路采用晶體振蕩器電路，外接晶振采用 32768Hz。 61 板芯片電路圖如圖 所示。左右輪兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速的配合就可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)的前進(jìn)、倒退、轉(zhuǎn)彎等功能。當(dāng)左輪電機(jī)轉(zhuǎn)速高于右輪電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)小車(chē)向右轉(zhuǎn)，反之則向左轉(zhuǎn)。 小車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般利用現(xiàn)成的玩具小車(chē)上的配套直流電機(jī)。 小車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制采用語(yǔ)音控制和中斷定時(shí)控制相結(jié)合，通過(guò)語(yǔ)音觸發(fā)小車(chē)動(dòng)作，小車(chē)動(dòng)作之后，隨時(shí)可以通過(guò)語(yǔ)音指令改變小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 圖中的語(yǔ)音輸入部分 MIC_ IN、按鍵輸入 KEY、聲音輸出部分的功率放大環(huán)節(jié)等已經(jīng)做到了精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板 ——61 板上，為我們使用提供了很大的方便。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 58 頁(yè) 3 系統(tǒng) 硬件 方案設(shè)計(jì) 方案 總體 介紹 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 31 示 。通過(guò)前臺(tái)子程序（自動(dòng)方式的 SACM_S480_ServiceLoop 及手動(dòng)方式 SACM_S480_Decode）進(jìn)行語(yǔ)音信息編碼，然后將其送入DAC 通道播放。 ⑶ 中斷服務(wù)子程序中 F_FIQ_Service_SACM_S4800 必須放在TMA_FIQ 中斷向量上。 返回值： 無(wú) 備注： ⑴ SACM_S480 的數(shù)據(jù)率有 \ 兩種，可在同一模塊的幾種算法中自動(dòng)選擇一種。 2. 僅允許音量減調(diào)節(jié)。 Ramp _Set： 0. 禁止音量增 /減調(diào)節(jié)。 2. 通過(guò) DAC2 通道播放。 參數(shù)： Speech _Index：語(yǔ)音索引號(hào)。 參數(shù)： 無(wú) 返回值： 無(wú) 備注： 播放語(yǔ)音文件中數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn) FF FF FFH 數(shù)據(jù)時(shí)便停止播放。 備注： 該函數(shù)用于對(duì)定時(shí)器、中斷和 DAC 等的初始化。 返回值： 0：語(yǔ)音模塊初始化失敗。 其相關(guān) API 函數(shù)如下所示： 1） API 格式 [2]： C： int SACM_S480_Initial(int Init _Index) ASM： R1=[ Init _ Index] Call F_ SACM_ S480_Initial 功能說(shuō)明： SACM_480 語(yǔ)音播放之前的初始化。 語(yǔ)音識(shí)別 API[2]介紹： BSR _Init Recognizer(int Audio Source)；初始化識(shí)別器 BSR _Train(int Word ID, int Train Mode)；語(yǔ)音訓(xùn)練 BSR _Delete SD Group(int SD Group No)；清除內(nèi)存 BSR _Pause Recognizer()；暫停識(shí)別，但不釋放中斷等資源 BSR _Resume Recognizer()；恢復(fù)被暫停的識(shí)別 BSR _Get Recognizer Score()；獲得識(shí)別結(jié)果的可信度，返回值從 4096到 4096，數(shù)值越大表示輸入語(yǔ)音與特征模型的匹配度越高 BSR _Enable CPU Indicator()；開(kāi)啟 CPU 狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能。語(yǔ)音處理大致可以分為 A/D、編碼處理 、存儲(chǔ)、解碼處理以及 D/A 等。凌陽(yáng)壓縮算法中 SACM_A20 SACM_S480、 SACM_S240 主要是用來(lái)放音，可用于語(yǔ)音提示，而 DVR 則用來(lái)錄音。凌陽(yáng)音頻壓縮算法根據(jù)不同的壓縮比分為以下幾 種： SACMA20 SACMS480、 SACMS240。 壓縮分為無(wú)損壓縮和有損壓縮。具體說(shuō)，參數(shù)編碼是通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)特征參數(shù)的提取和編碼，盡量保持語(yǔ)音信號(hào)的可懂性，而還原后的波形可能與原波形差別很大。 （ 2） 參數(shù)編碼 [2]，參數(shù)編碼又稱(chēng)為聲源編碼，是將信源信號(hào)在頻率域或其它正交變換域提取特征參數(shù)，并將其變換成數(shù)字代碼進(jìn)行傳輸。波形編碼的基