【正文】 時，聲波通過 MIC 輸入，將相應的信號傳遞到 SPCE061A 處理芯片，在芯片中通過相關的程序與預先訓練好的語音模型進行比較、識別及處理，根據(jù)識別的結果進行判斷、轉(zhuǎn)換，然后發(fā)出相應的控制指令到無線模組，無線發(fā)送語音指令。系統(tǒng)經(jīng)復雜的函數(shù)操作將發(fā)布指令與預先訓練的一音模型進行比對，如與語音模型相匹配，則輸出控制信號。語音辨識是一種以語音模型為指令基礎的控制方式，語音模型的質(zhì)量直接影響辨識操作的速度和準確率。在進行 A/D 轉(zhuǎn)換之前，從 MIN_IN 輸入的模擬信號要經(jīng)過緩沖器和放大器， AGC功能將通過 MIC―― IN通道輸入的模擬信號放大值控制在一定范圍內(nèi)，然后放大信號經(jīng)采樣 保持模塊送 入比較器參與 A/D 轉(zhuǎn)換值得確定。而 SPCE061A 提出了解決方法： SACMV25． LIB。凌陽壓縮算法中 DVR 可用于錄、放音。將經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)壓縮存儲， SPCEO61A單片機的 16 位 DSP 有很強的信息處理能力，最高時鐘頻率達 MHz，具備運算速度高等優(yōu)勢。其訓練具體流程參看后文內(nèi)容。是指語音樣板由不同年齡、不同性別、不同口音的人訓練，可以識別一群人的命令； 在本次設計中，需要向小車訓練：向前、向后、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等幾項語音指令，以供控制小車時的辨識使用。即語音訓練，內(nèi)容是將人類的語言事先已訓練的方式經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換存儲在凌陽 SPCE061A 的 FLASH 中，并指定每一條語音所要指向的操作，以便在日后的使用中將采集來的語音與存儲的語音相比對，以確定單片機需要進行的操作。 2．語音指令的訓練。凌陽 SPCE061A 利用麥克風的指令輸入系統(tǒng)， SPCE061A內(nèi)置由 D／ A 轉(zhuǎn)換器 DACO 和逐次逼近寄存器 SAR 組成的逐次逼近式 8 通道 10位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，以及采樣／保持電路。 8 GND 接地端，芯片本身的散熱片與 8 腳相通 9 Vss 邏輯控制部分的電源輸人端口 10 12 IN 3 IN 4 輸入標準的 TTL 邏輯電平信號，用來控制全橋式驅(qū)動器 B 的開關 13 14 OUT 3 OUT 4 此兩腳是全 橋式驅(qū)動器 B 的兩個輸出端，用來連接負載 音遙控器中 SPCE061A 的功能 在本次設計中，關鍵地問題之一在于人聲的 A/D 轉(zhuǎn)換存儲與識別， SPCE061A提供了語音輸入壓縮以及辨識的先進技術。其管腳圖和實物圖分別如圖 4圖 42所示，管腳功能如表 43 所示。該芯片的主要特點是 :工作電壓高，最高工作電壓可達 46V。 、掉電模式、 Standby 模式以及擴展的 Standby 模式 ： 0 8 MHz； ： 。管腳圖如圖 。所 有的寄存器都直接與算邏單元 ALU 相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。耗電小雨 2mA ； 個 16 位可編程定時器 /計數(shù)器（可自動預置初始計數(shù)值）； 個 10 位 DAC； 位通用可編程輸入 /輸出端口； 個中斷源可來自定時器 A/B，時基， 2 個外部時鐘源輸； ； SACM_S240 方式（ ），能容納 210s 的語音數(shù)據(jù)； PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號； 實時時鐘； 通道 10 位電壓數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ ADC）和單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器； （ AGC）功能； ； （ LVR）功能和低電壓監(jiān)測（ LVD）功能； ICE（ InCircuit Emulator）； ； Watch Dog 功能。實物如圖 41。）’ nSP?的指令系統(tǒng)提供具有較高運算速度的 16 位 *16 位的乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，增添了 DSP 功能，使得μ’ nSPTM 系列運用在復雜的數(shù)字信號處理方面既很便利，又比專用的DSP 芯片廉價。 4 主要系統(tǒng)芯片及功能介紹 凌陽單片機的選擇 MCS－ 51 單片機 +語音芯片的不 足： 1．集成性較低： MCS－ 51 單片機與語音芯片之間的連線與外圍器件較多； 2．可編程性差，較難理解：在看懂時序圖的前提下才能理解其工作原理； 3．語音效果一般； 4．性價比較低，不易于接受和推廣。 。 圖 34 I/O 接口電路 在一些情況下，需要對 SPCE061A 進行硬件復位，有阻容電路完成上電復位功能，通電就自動復位，另外，還可以按鍵外部復 位，原理圖如圖 。另外，串口和 IOB7 及 IOB10 復用，在此設計中用該資源將語音命令傳輸給串口 nRF2401 模組進行無線發(fā)射。 圖 32 MIC 輸入電路 2 DAC 輸出電路 在語音訓練的過程中，凌陽 SPCE061ASPCE061A 自帶雙通道 DAC 音頻輸出， DAC DAC2 轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號分別通過和管腳輸出， DAC 輸出為電流型輸出，所以 DAC 輸出經(jīng)過 SPY0030 音頻放大，以驅(qū)動喇叭放音這為單片機的音頻設計提供了極大方便。同時使入電路可以實現(xiàn)自動增益（ AGC）控制。為提高輸入的聲音質(zhì) 量， MIC 輸入電路還應具備一定的濾波降噪功能。電路如圖31 所示。 凌陽 SPCE061A 單片機內(nèi)核電源電壓要求為 ，其他邏輯器件要求 5V 供電，設計中采用 DC9V 供電，直流電壓先通過 LM7805 得到 5V 直流電源為邏輯電路供電，然后通過 SPY0029 穩(wěn)壓到 ，為整個單片機內(nèi)核供電。 遙控器硬件設計方案 在無線語音遙控智能電子醫(yī)藥盒的設計中，凌陽 SPCEO61A 單片機作為遙控器的主控制器，需要增加一系列的外圍電路的支持才能實現(xiàn)音頻輸入輸出和識別，以及語音命令的輸出等功能。另一塊為車體控制板，用于 搭載接口電路，電源電路及電機驅(qū)動。件設計方案 根據(jù)需要，系統(tǒng)硬件擬使用兩塊 PCB 板設計。 開啟 當時鐘計時達到預定時間，液晶自動顯示藥品位置、種類及服用量，語音播報液晶屏上顯示的信息。 設定藥物鍵：通過此鍵可進行服藥位 置、時間及數(shù)量（最大為 4）的設定，對于服藥位置，可進行層數(shù)（最大為 3）與格數(shù)（最大為 6）的設定。 8．具有時間的記憶功能。 性能指標： 1．語音提示后，倉蓋開啟和閉合的時間： 1～ 2s； 2．藥倉數(shù)量： 4 倉設計； 3．能根據(jù)人的提示進行藥物的選擇； 4．人性化設計與友好的人機界面； 5． 24 小時內(nèi)任意設定提醒 7．四倉設 計，分為底倉、固定倉與常動倉，介紹如下： 底倉：為藥物備用倉； 固定倉：針對家庭中常常需要服用藥物的人所設計，服藥時間、數(shù)量等可進行自行設定。 使用多功能電子醫(yī)藥盒提高了人們的生活效率：針對年輕人，可以在忙碌的工作時提醒吃藥的時間；針對老年人，可以提醒按時吃藥、安全吃藥。如果能很好的解決這兩個方面的問題，電子藥盒的工作應該會比較順利。這些操作都是由預先編寫并燒錄在單片機中的 C 語言程序控制的。首先對電子藥盒進行訓 練，將語音命令轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存儲在單片機 FLASH 存儲器中。 在藥盒倉體方面，采用三個直流電機驅(qū)動，動力來自驅(qū)動后輪的直流電機，驅(qū)動器采用意法半導體生產(chǎn)的 L298N 直流電機驅(qū)動器，整個藥盒由電源供電。使其保證單片機各項功能的實現(xiàn)。在指令系統(tǒng)方面，兩者都支持 C 語言，省去了繁瑣重復的堆棧操作，方便了程序員的編寫，和讀取。在芯片方面， ATMEGA16L 微處理器和凌陽 SPCE061A 微處理器以及二者的組合應用是三種備選方案。而無線通信技術現(xiàn)在多采用無線數(shù)字通信模塊，其通信協(xié)議可以自己設定，通信頻率可以在一定范圍內(nèi)可以改變，使傳輸數(shù)據(jù)的可靠性、安全性都大大提高。普通的單片機往往不能實現(xiàn)這么復雜的過程和算法，即使勉強實現(xiàn)也要加很多的外圍器件。 對于多功能電子醫(yī)藥盒的設計，關鍵在于語音識別，語音處理技術是一門新興的技術，它不僅包括語音的錄制和播放，還涉及語音的壓縮編碼和解碼，語音的識別等各種處理技術。 本次設計是在運用成品嵌入式計算機的基礎上，實現(xiàn)用人類的語言 無線遙控單片機的運作。隨著信息技術發(fā)展所帶來應用需求的增多，嵌人式計算機的應用范圍和需求越來越廣，性能不斷改進，新的架構不斷出現(xiàn)，各種單片機和數(shù)字信號處理器相繼面世。所以，針對不同領域不同功能的專門性計算機應運而生，其運算處理能力并不一定非常強 大，而是對于特別的應用場合在其中整合特殊的功能，使其在特定的場合發(fā)揮最大的作用。在日常生活的諸多領域，電腦已經(jīng)取代人類，從事大量繁瑣的、重復性的勞動。也正是因為如此，運用單獨的處理器就可以實現(xiàn)智能化人機對話接口，讓計算機像人類一樣思考，通過人類的動作和語言向計算機輸入指令，使計算機的操作方式發(fā)生根本性的變革，真正拉近人與計算機間的距離。 在現(xiàn)代傳感器技術、音頻視頻壓縮解碼技術的跨越式發(fā)展，使計算機實現(xiàn)了高度的集成化，功能也逐漸出現(xiàn)全能化、專門化以及智能化的分化發(fā)展方向。數(shù)字化、智能化，已經(jīng)成為這場革命的主旋律。SPCE061A 目 錄 1 引言 1 2 多功能電子醫(yī)藥盒設計概述 3 設計目的 3 設計實現(xiàn)總體功能 3 3 系統(tǒng)總體設計方案 4 設計總體功能圖 4 功能描述 4 能描述 4 開啟 4 件設計方案 5 遙控器硬件設計方案 5 產(chǎn)品使用注意事項 8 4 主要系統(tǒng)芯片及功能介紹 9 凌陽單片機的選擇 9 主要性能特點分析 9 系統(tǒng)主控制芯片及部件介紹 10 音遙控器主控制器 SPCE061A 介紹 10 機驅(qū)動芯片 L298N 的介