【正文】 then simulate means of voice recording through buttons so as to realize the opening, closing as well as change and voice announcement of stories of the elevator. Key words Speech recognition； Automatic speech； elevator humanized 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 選題背景及意義 ............................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................... 1 2 整體研究方案 和硬件電路設(shè)計(jì) ....................................... 3 設(shè)計(jì)方案的選擇 ............................................... 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的確定 ....................................... 3 主電路的設(shè)計(jì)思路 ............................................. 3 語音識(shí)別芯片模塊的介紹 ....................................... 4 單片機(jī)模塊的介紹 ............................................. 6 液晶顯示模塊的介紹 .......................................... 11 各模塊電路的設(shè)計(jì) ............................................ 14 3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................... 17 主控程序軟件設(shè)計(jì) ............................................ 17 中斷程序設(shè)計(jì) ................................................ 18 顯示器程序設(shè)計(jì) .............................................. 19 I/O 口擴(kuò)展程序設(shè)計(jì) .......................................... 20 4 仿真結(jié)果 ........................................................ 21 仿真軟件的使用 .............................................. 21 仿真的結(jié)果 .................................................. 21 結(jié)束語 ............................................................. 24 參考文獻(xiàn) ........................................................... 25 致 謝 ............................................................. 28 附 錄 ............................................................. 29 1 1 緒論 選題背景及意義 語音識(shí)別是一個(gè)跨學(xué)科，語音識(shí)別正成為 IT 的人機(jī)界面，語音識(shí)別和語音合成技術(shù)的出現(xiàn)，讓人們擺脫了繁瑣的鍵盤操作，通過語音的方式來進(jìn)行操作。 關(guān)鍵詞 ：語音識(shí)別 。 論文根據(jù) AP7003 系列語音芯片 設(shè)計(jì)一個(gè)低成本的自動(dòng)語音電梯系統(tǒng)，而且可以和電梯原有的按鍵控制系統(tǒng)一起使用，在不影響電梯原有功能的情況下，使電梯可以通過語音控制，提高電梯的智能化。 自動(dòng)語音電梯的出現(xiàn)充分的體現(xiàn)了電梯的科技含量和人性化這兩點(diǎn)。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 自動(dòng)電梯語音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 院 、 部： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 王 夢(mèng) 晗 指導(dǎo)教師： 黃海波 職稱 實(shí)驗(yàn)師 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣本 1105 班 完成時(shí)間： 2021 年 6 月 16 日 摘 要 在當(dāng)今發(fā)展速度日新月異的社會(huì)，高層建筑在日趨現(xiàn)代化的城市里面幾乎隨處可見，隨著高層建筑如雨后春筍般越來越多，對(duì)于電梯的需 求也隨之越來越大，而考慮到安全因素，對(duì)于電梯的質(zhì)量的要求更是顯得尤為重要。在追求電梯質(zhì)量的同時(shí)，人們對(duì)于電梯的科技含量和人性化的表現(xiàn)也越來越重視，集自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)、機(jī)械技術(shù)于一身的語音電梯就是一個(gè)典型的例子。人們不僅可以通過說話的方式和電梯進(jìn)行交流，把自己的想法和下一步動(dòng)作告訴電梯，當(dāng)電梯接受你的指令后就可以把你送到你想要到達(dá)的樓層，還能通過電梯語音報(bào)層報(bào)站，讓 人 們更為便捷地到了解我們所需要到達(dá)的目的樓層，從而優(yōu)化了 人 們的生活方 式。使用 proteus 對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，通過按鍵模擬語音錄入的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的開關(guān)門、樓層的變更和語音播報(bào)。自動(dòng)語音電梯 。語音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一門新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 人們與機(jī)器進(jìn) 行自然語音的交流，讓機(jī)器明白你的想法，這是科學(xué)家近 50年來孜孜不倦的研究方向。盡管人類在對(duì)語音識(shí)別技術(shù)方面的研究取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，但是我們還是清晰的看到，距離理想的目標(biāo)任重而道遠(yuǎn) [2]。按鍵的控制（包括線控制）是通過直接的按鍵來改變電平發(fā)出的指 令進(jìn)行控制。 自動(dòng)電梯語音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是專門致力于研究出可以通過語音控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯控制的一種方案，可以使電梯更加的方便、更加的人性化，以實(shí)現(xiàn)電梯的全自動(dòng)語音控制。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 語音識(shí)別系統(tǒng)的 開端是由貝爾實(shí)驗(yàn)室在 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)明的一款名為Audrey 的語音識(shí)別系統(tǒng)。這次語音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，主要是因?yàn)閷＜野l(fā)現(xiàn)語音識(shí)別的實(shí)現(xiàn)提供了硬件和軟件語音信號(hào)的線性預(yù)測(cè)的編碼和動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整的技術(shù)。 2 我國的語音 識(shí)別技術(shù)的研究起始于上世紀(jì) 50年代末，是由中科院的聲學(xué)研究所利用電子管電路來識(shí)別 10個(gè)元音，由于當(dāng)時(shí)我國的條件限制，該研究項(xiàng)目一直處在擱淺的狀態(tài)下。 3 2 整體研究方案 和硬件電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案的選擇 自動(dòng)電梯語音控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要使用語音的方式來實(shí)現(xiàn)功能，所以選擇兩種語音芯片進(jìn)行了對(duì)比，分別是 PM50 系列和 AP7003 系列的語 音芯片。 AP7003系列的語音芯片特點(diǎn)是控制較為方便，識(shí)別 12組每組 ，成本較低。 總體設(shè)計(jì)方案的確定 按照 AP7003 語音芯片的特征，設(shè)計(jì)出一個(gè)低成本的自動(dòng)語音電梯系統(tǒng)，而且可以和電梯原有的按鍵控制系統(tǒng)一起使用，在不影響電梯原有功能的情況下，使電梯可以通過語音控制，提高電梯的智能化。 圖 1 主電路設(shè)計(jì)思路圖 4 主電路是由語音錄入、語音控制、信號(hào)輸出、單片機(jī)、語音信號(hào)接入和 1602液晶顯示等組成。并且有非常高的 I/O 可編程性，使用方法非常的簡(jiǎn)單方便，可廣泛應(yīng)用于各種語音設(shè)備領(lǐng)域 [6]。 圖 2 AP7003功能框圖 AP7003 語音的主要特征： （ 1）內(nèi)置擁有 A/D 轉(zhuǎn)換器； （ 2）內(nèi)置擁有麥克風(fēng)放大器； （ 3） DIP40雙列直插式封裝； （ 4）可以識(shí)別 12 組，每組 秒時(shí)長(zhǎng)的字詞； （ 5） I/O 口有 2個(gè)普通輸進(jìn)、 4 個(gè)出發(fā)輸進(jìn)、 2個(gè)輸出口和 2 個(gè) LED 驅(qū)動(dòng)； （ 6）指令優(yōu)化方便用戶的使用； （ 7）其工作電壓為 ，并且具有低功耗模式。 5 圖 3 AP7003應(yīng)用接線圖 AP7003 功能說明 AP7003 具備兩種工作形 式：語音形式和識(shí)別形式。 該芯片 內(nèi)部的 12個(gè)存儲(chǔ)體用于存儲(chǔ)不同的字句 ， 每個(gè)存儲(chǔ)體都可以存儲(chǔ) 秒時(shí)長(zhǎng)的字詞 ， 可通過鍵盤或按程序編制的順序?qū)⒛繕?biāo)詞錄入及存放在存儲(chǔ)體中。 當(dāng)用戶指令錄入芯片后，系統(tǒng)就自動(dòng)把工作形式切換為識(shí)別形式 ， 運(yùn)行時(shí)芯片把當(dāng)前的語音指令與已儲(chǔ)存好的語音相比較 ,如果語音信號(hào)正確 ， 則系統(tǒng)芯片的輸出端口會(huì)輸出高電平或低電平。 AP700302 的應(yīng)用 AP700302是 由串行口和微控制器連接的 ，芯片內(nèi)共有 22個(gè)輸入指令和 15個(gè)輸出指令。 系統(tǒng)上電后必需先給 芯片 發(fā)送排除指令 ， 用來將 12 個(gè)存儲(chǔ)體內(nèi)的內(nèi)容清除 ,接著發(fā)送一個(gè)保存指令將目標(biāo)詞錄入芯片相應(yīng)的保存體內(nèi)。通過兩種識(shí)別模式進(jìn)行識(shí)別：（ 1） Set R_Mode1 6 為單詞識(shí)別模式 ， 該模式下完成識(shí)別操作后 ,芯片進(jìn)入省電模式 ；（ 2） Set R_Mode2為連詞識(shí)別 模式 ， 該模式下完成識(shí)別操作后，芯片返回語音錄入模式 [10]。 ～ 。 本語音識(shí)別電路中應(yīng)選用 56dB 的麥克風(fēng)才能達(dá)到 最好的成效 [11]。 該單片機(jī)內(nèi)部的 FLASH ROM程序存儲(chǔ)器空間有 4K字節(jié)和 256字節(jié)的 RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，完全可以滿足程序的要求。如果需要改動(dòng)的程序內(nèi)容，可以將芯片拿下重新燒寫 [12]。 單片機(jī)的引腳介紹 電源引腳：電源引腳連接到微控制器的工作電源， VCC 是 +5V電源和接地，GND 是接地。 復(fù)位 RST：在振蕩器運(yùn)行的時(shí)侯，當(dāng)引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平時(shí)，單片機(jī)將會(huì)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持在高電平的范圍內(nèi)，芯片便會(huì)循環(huán)復(fù)位。當(dāng)它是高電平時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，在 PC 值超過 0FFFH 后將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存 儲(chǔ)器。 VPP 為該引腳的第二功能，為編程電壓輸入端 [13]。 8 圖 6 單片機(jī)引腳圖 單片機(jī)的中斷介紹 AT89S51一 共有 5個(gè)中斷向量，分別是： 2個(gè)外中斷（ INT0和 INT1）， 2個(gè)定時(shí)中斷（ Timer0和 Timer1）和一個(gè)串行中斷。正因 為它具有指向性，所以稱其為中斷向量。只要單片機(jī)在中斷請(qǐng)求引入端上采樣到有效的低電平信號(hào)，即為中斷請(qǐng)求。在兩個(gè)相鄰機(jī)器周期所進(jìn)行的兩次采樣中，若前一次為高，后一次為低，即為中斷請(qǐng)求信號(hào)。 定時(shí)器中斷是為滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)的需要而設(shè)置的。當(dāng)計(jì) 數(shù)器溢出時(shí)，表明定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)值滿，這是內(nèi)部電路就產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。 穿行中斷只有 1個(gè)，擔(dān)憂 2個(gè)中斷源：串行發(fā)送中斷和串行接受中斷。串行中斷是為串行數(shù)據(jù)傳送而設(shè)置的。同樣因?yàn)橹袛嗾?qǐng)求是在芯 9 片內(nèi)部自動(dòng)發(fā)生的，所以也不需要在芯片上設(shè)置中斷請(qǐng)求引腳 [14]。 圖 7 中斷源方框圖 單片機(jī)的 Flash 存儲(chǔ)器 Flash 存儲(chǔ)器的編程如圖 8所示。 圖 9 Flash存儲(chǔ)器的校驗(yàn) 單片機(jī)的晶振電路 AT89S51 芯片中的高增益反相放大器，其輸入端為引腳 XTAL1