【正文】 //允許總中斷 uiTimecont = 0。 //前輪左偏 *P_INT_Mask |= 0x0004。 //前輪右偏 Delay()。左轉(zhuǎn)子程序包括語音提示、置端口數(shù)據(jù)、啟動定時器操作，該部分程序如下： void TurnLeft() //左轉(zhuǎn) { PlaySnd(S_GJG,3)。 uiTimecont = 0。 //倒車 *P_INT_Mask |= 0x0004。倒退子程序包括語音提示、置端口數(shù)據(jù)、啟動定時器操作，程序如下：void BackUp() //倒退 { PlaySnd(S_ACT2,3)。 uiTimecont = 0。 //前進 *P_INT_Mask |= 0x0004。前進子程序包括語音提示、置端口數(shù)據(jù)、啟動定時器操作，該部分程序如下： void GoAhead() //前進 { PlaySnd(S_ACT1,3)。圖 65 語音識別流程圖 動作子程序動作子程序包括：前進、倒車、左拐、右拐、停車子程序。 //訓(xùn)練第 4 個動作 } 語音識別子程序語音識別流程如圖 65 所示：首先獲取辨識器的辨識結(jié)果，判斷是否有語音觸發(fā)，如果有語音觸發(fā)則會返回識別結(jié)果的 ID 號，ID 號對應(yīng)名稱或者對應(yīng)不同的動作。 //訓(xùn)練第 2 個動作 while(TrainWord(COMMAND_LEFT_ID,S_ACT3) != 0) 。 //訓(xùn)練名稱 while(TrainWord(COMMAND_GO_ID,S_ACT1) != 0) 。圖 64 小車訓(xùn)練流程圖下面是訓(xùn)練部分的子程序，在訓(xùn)練時如果訓(xùn)練不成功 TrainWord()返回值不為 0，要求重復(fù)訓(xùn)練，只有當(dāng)訓(xùn)練成功，TrainWord()返回 0，進行下一條指令訓(xùn)練。成功訓(xùn)練名稱后會給出下一條待訓(xùn)練指令提示音：前進，參照名稱訓(xùn)練方式訓(xùn)練前進指令。具體語音識別流程圖如圖 63 所示。 語音識別原理簡介語音識別主要分為“訓(xùn)練”和“識別”兩個階段。重訓(xùn)操作：考慮到有重新訓(xùn)練的需求，設(shè)置了重新訓(xùn)練的按鍵（61 板的 KEY3） ，循環(huán)掃描該按鍵，一旦檢測到此鍵按下，則將擦除訓(xùn)練標(biāo)志位（0xe000 單元） ，并等待復(fù)位。 識別部分：在識別環(huán)節(jié)當(dāng)中，如果辨識結(jié)果是名字，通過無線發(fā)射模塊通知到第二塊開發(fā)板，停止當(dāng)前的動作并進入待命狀態(tài)，然后等待動作命令。 訓(xùn)練部分：訓(xùn)練部分完成的工作就是建立語音模型。初始化部分：初始化操作將 IOB8~IOB11 設(shè)置為輸出端，用以控制電機。第一塊開發(fā)板主程序流程圖如圖 61 所示，第二塊開發(fā)板主程序流程圖如圖 62 所示。 系統(tǒng)實物圖實物圖分兩部分，圖 517 為小車實物圖；圖 518 為語音遙控部分實物圖。61 板上有調(diào)試器接口（Probe接口）以及下載線（EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的在線調(diào)試器、簡易下載線，配合 unSP IDE，可方便地在板上實現(xiàn)程序的下載、在線仿真調(diào)試。同理實現(xiàn)小車的向前直行，向后倒車，向左轉(zhuǎn)等動作。圖 515 所示側(cè)視圖。在自然狀態(tài)下，前輪在彈簧作用下保持中間位置，如果前輪方向有偏差，可調(diào)節(jié)方向旋鈕。在實際應(yīng)用時注意避免出現(xiàn)橋臂短路的情況，這會給電路帶來很大的危害，嚴(yán)重的會燒毀電路。這樣就實現(xiàn)了電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止三態(tài)控制。圖 511 2 導(dǎo)通時 H 橋工作狀態(tài)圖 512 4 導(dǎo)通時電橋工作狀態(tài)如果讓 2 關(guān)斷 4 導(dǎo)通，如圖 512 所示，此時電流將會流經(jīng) Q負載、Q4 組成的回路，電機反轉(zhuǎn)。圖 510 小車控制板電路圖H 橋驅(qū)動原理：H 橋一共有四個臂，分別為 B1~B4，每個臂由一個開關(guān)控制，示例中為三極管 Q1~Q4。 （2）保護，D1 可以防止電源接反燒壞 SPCE061A 開發(fā)板。系統(tǒng)供電由電池提供，控制板直接采用電池供電（VCC） ，然后經(jīng)二極管 D1 后產(chǎn)生 SPCE061A 開發(fā)板電源（VCC_61） ，通過 SPCE061A 開發(fā)板的 Vio 跳線產(chǎn)生 SPCE061A 開發(fā)板的端口電源（V1） 。接口電路：接口電路負責(zé)將 SPCE061A 開發(fā)板的 I/O 接口信號傳送給控制電路板，I/O 信號主要為控制電機需要的 IOB8~IOB11 這四路信號，同時為了方便后續(xù)的開發(fā)和完善，預(yù)留了 IOB12~IOB15 以及 IOA8~IOA15 接口，可以在這些接口上添加一些傳感器。無線接收模塊電路如圖 59 所示。SPCE061A 單片機通過對 IO 的掃描來判斷是否有數(shù)據(jù)碼接收，IO 口對應(yīng) D00、D0D0D03 四位。通過這種方法獲取并發(fā)送 SPCE061A 單片機識別語音命令對應(yīng)的數(shù)據(jù)碼。無線發(fā)射模塊電路連接如圖 58 所示。當(dāng)發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262 不接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時，PT2262 得電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng) 17 腳為高電平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號， 當(dāng) 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于 PT2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。圖 55 凌陽 SPCE061A 開發(fā)板電源模塊 無線發(fā)射接收模塊 PT226PT2272無線發(fā)射接收模塊是基于 PT2262/PT2272 芯片的無線發(fā)射接收模塊，PT2262/PT2272 是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/PT2272 最多可有 12 位(A0A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供 531441 地址碼,PT2262 最多可有 6 位(D0D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。61 板電源模塊電路如圖 55 所示，SPCE061A 單片機的內(nèi)核供電為 ，而 I/O 端口可接 ~5V，所以在電源模塊（61 板上）中有一個端口電平選擇跳線，如圖 55中的 J5。SPY0029 具有靜態(tài)電流低、驅(qū)動能力強、線性調(diào)整出色等特點。圖 8 是電源部分的電路， 直流電壓經(jīng)過SPY0029 后產(chǎn)生 給整個系統(tǒng)供電。在操作過程中不要將電源接反，因為反向電壓超過一定值，二極管將會被損壞，達不到保護的目的。因為 CPU 工作電壓一般為 伏電壓，在電路上加入凌陽科技公司的 SPY0029 三端穩(wěn)壓芯片，此芯片能輸出穩(wěn)定的 電壓。圖 53 凌陽 SPCE061A 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) SPCE061A 最小系統(tǒng)SPCE061A 最小系統(tǒng)包括 SPCE061A 芯片及其外圍的基本工作電路，包括晶振震蕩電路（OSC） 、鎖相環(huán)外圍電路（PLL） 、復(fù)位電路（RESET） 、電源指示指示電路等等，如圖 54 所示。（1）16 位 μ39。這為實現(xiàn)語音錄入提供了方便的硬件條件，能方便靈活的實現(xiàn)聲音的錄放。圖 51 凌陽 SPCE061A 開發(fā)板圖 52 無線發(fā)射接收模塊 SPCE061A 單片機SPCE061A 單片機是凌陽科技開發(fā)的一款基于 μ39。動力電機模塊SPCE061A（第二塊）編碼解碼處理存儲D/A 轉(zhuǎn)換IO 口舵機模塊PT2272接收模塊聲音播放模塊MIC 輸入模塊SPCE061A（第一塊）A/D 轉(zhuǎn)換編碼解碼處理存儲IO 口PT2262發(fā)射模塊5 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)總體方案介紹 本系統(tǒng)基于凌陽科技公司開發(fā)的 SPCE061A 精簡開發(fā)板，實物圖如圖 51 所示，將語音命令識別和電機驅(qū)動分別對待，其中一塊專用于聲音識別，對于不同的命令，通過無線發(fā)射模塊（實物如圖 52 所示）發(fā)射不同的固定碼。除此之外，無線信號控制相對直接語音控制能有效延長遙控距離。對于方案二和方案三，主要區(qū)別是方案二采用一塊 SPCE061A 單片機來實現(xiàn)聲音識別和小車電機驅(qū)動，方案三采用兩塊 SPCE061A 單片機來實現(xiàn)小車的語音控制，將聲音識別和電機控制驅(qū)動分離開來，然后通過無線信號又將兩者聯(lián)系起來。相對 AT89C51 單片機，SPCE061A 單片機無需添加語音模塊、AD/DA 轉(zhuǎn)換模塊，且本身有 32K 的 Flash，足夠存儲簡單的語音命令，并且其運算速度也更勝一籌。設(shè)計框圖如圖 43 所示。第二塊 SPCE061A單片機開發(fā)板根據(jù) PT2272 無線接收模塊接收到的固定碼值，來判斷第一塊 SPCE061A單片機開發(fā)板接收到的語音命令是“前進”命令，還是其他語音命令。圖 42 基于 SPCE061A 單片機語音遙控小車的設(shè)計框圖 方案三同樣采用凌陽科技公司的 SPCE061A 單片機，與方案二不同的地方就是方案二聲音接口總線接口模塊語音接收模塊語音播放電機驅(qū)動IOMCS51IOMIC 輸入模塊語音輸出模塊 SPCE061A動力電機模塊A/D 轉(zhuǎn)換編碼解碼處理 存儲D/A 轉(zhuǎn)換 IO 口舵機驅(qū)動模塊IO 口采集、電機驅(qū)動都基于一塊 SPCE061A 單片機開發(fā)板，本方案把聲音采集，電機驅(qū)動隔離開來。此過程中根據(jù)語音命令的識別結(jié)果，SPCE061A 輸出相應(yīng)的語音提示，具有一定的人機交互功能。圖 41 基于 AT89C51 單片機的語音遙控小車設(shè)計框圖 方案二采用凌陽科技公司的 SPCE061A 單片機做為控制核心，采用 MIC 輸入模塊，把聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入到該單片機專用于聲音的 ADC 通道，經(jīng)自動增益 AGC 放大，幾次語音命令訓(xùn)練，把由 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號即聲音模型存儲到 32K 的 Flash 中。這些都需要大量計算。因為 AT89C51 只有 4Kflash，且沒有內(nèi)置 ADC 電路，所以必須有外圍擴展電路。此類語音處理芯片有 ISD 系列，PM50 系列等。當(dāng)外界語音命令輸入時，單片機判斷經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號與 flash 芯片中存儲的語音模型的相似度，以此來識別外界語音命令。MCS51 單片機被廣泛應(yīng)用在各個方面，編程簡單；SPCE061A 單片機是凌陽科技公司一款基于 unsp 內(nèi)核的單片機，具有一定的數(shù)字信號處理功能，有專用的聲音ADC 輸入通道，內(nèi)置麥克風(fēng)放大器，并具有自動增益控制（AGC）功能具有凌陽特有的SACM_S240 聲音編碼方式。 基本參數(shù)（1）開發(fā)板工作電壓：DC（CPU）,(I/O)；（2）開發(fā)板工作頻率：；（3）H橋工作電壓：DC5V；（2）無線發(fā)射、接收模塊工作電壓：DC 3V~12V（發(fā)射），DC 5V（接收）；（3）無線發(fā)射發(fā)射頻率：天線長度 24cm(315MHz), 18cm()；（4）無線模塊發(fā)射距離：501000 米（開闊地）；（5）車體：雙電機（舵機，動力電機），兩輪驅(qū)動。3 設(shè)計要求利用單片機，實現(xiàn)小車的語音控制。 研究的目的及意義前 面 我 們 提 到 ， 語 音 識 別 是 一 門 交 叉 科 學(xué) ， 涉 及 多 門 學(xué) 科 ， 包 括 信號處理、模式識別、概率論和信息論、發(fā)聲機理和聽覺機理等等。語音模式不僅因人而異，對同一個人來說，不同時間，同一句話的語音信息是不相同的；（3）語音的模糊性。2022 年，中科院自動化所及其所屬模式科技(Pattek)發(fā)布了他們共同推出的面向不同計算平臺和應(yīng)用的“ 天語”中文語音系列產(chǎn)品 ——PattekASR，結(jié)束了中文語音識別產(chǎn)品自 1998 年以來一直由國外公司壟斷的歷史。2022 年，中科院自動化所及其所屬模式科技(Pattek)發(fā)布了“天語”中文系列產(chǎn)品。1997 年，IBM 公司開發(fā)出漢語 ViaVoice 語音識別系統(tǒng)，次年又開發(fā)出可以識別上海話、廣東話和四川話等地方口音的語音識別系統(tǒng) ViaVoice39。20 世紀(jì) 60 年代，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被引入了語音識別。2 背景介紹 選題背景20 世紀(jì) 50 年代 ATamp。主要內(nèi)容如下：（1）熟悉 SPCE061A 單片機及其開發(fā)環(huán)境；（2）編寫程序，用 H 橋電路驅(qū)動電機，觀察電機轉(zhuǎn)速；（3）編寫程序，測試無線發(fā)射接收模塊 PT2262\2272；（4）編寫程序，檢測語音識別功能；（5）編寫綜合程序，調(diào)試各個模塊的協(xié)同工作；（6）反復(fù)試跑，調(diào)試程序細節(jié)。要實現(xiàn)小車行駛狀態(tài)的語音控制，關(guān)鍵點在于語音命令的識別。例如家庭服務(wù)、賓館服務(wù)、旅行社服務(wù)系統(tǒng)、訂票系統(tǒng)、醫(yī)療服務(wù)、銀行服務(wù)、股票查詢服務(wù)等等。關(guān)鍵詞 SPCE061A PT2262 PT2272 語音控制 智能小車 目 錄摘要