【正文】 速度快，單周期最高可以達(dá) 49MHz。nSP 結(jié)構(gòu)的微控制器。而語音控制小汽車作為現(xiàn)代汽車研究領(lǐng)域的模型，正在迅速地發(fā)展，并已應(yīng)用于玩具、小型機(jī)器人等領(lǐng)域，對于現(xiàn)代汽車行業(yè)的研究和發(fā)展有著重要的意義。同時，自然語音作為一種思想 的人機(jī)通信方式，可為計算機(jī)、自動化系統(tǒng)等建立良好的人機(jī)交互環(huán)境，提高社會的信息化和自動化程度。 從技術(shù)角度講，語音信號處理是信息高速公路、多媒體技術(shù)、辦公自動化、現(xiàn)代通信及智能系統(tǒng)等新興領(lǐng)域應(yīng)用的核心技術(shù)之一。 語音處理技術(shù)在結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用的過程中不斷得到深入。 關(guān)鍵詞： 語音識別 ； 單片機(jī) ； 避障 ； 無線傳輸 ； PWM 調(diào)速 II The Car Controlled By Voice Abstract： This article is based on the Sunplus SPCE016A chip design of a car. Sunplus SPCE016A chip microcontroller not only has the general function, but also has high quality, convenient voiceprocessing programming, and Sunplus Company provided free IDE software programming environment and provided a large number of voice library file, you can directly call the file. That leaves out a large number of encoding, decoding and puting operations. This article describes the type of voice control system is based on chips developed by Sunplus SPCE016A. According to begin recording the voice mand to control start, stop, return and voice mode, and can automatically avoid obstacles, to forward, backward, accelerating and decelerating. Using ultrasonic sensors detect obstacles on the road to control electric car to open automatically to avoid obstacles. Key words： speech recognition； microcontroller； PWM； transmission of obstacle avoidance 1 引 言 語音 信號處理好似目前發(fā)展最為迅速的信息科學(xué)研究領(lǐng)域中的一個，其研究涉及一些列前沿課題，且處于迅速發(fā)展之中。 本文介紹的語音控制系統(tǒng)正 是 式基于凌陽 SPCE016A 芯片開發(fā)的。 根據(jù)開始錄制的語音命令來控制啟動、停止、返回， 使小車 進(jìn)行前行 、 倒退 、加速以及減速 。目 錄 中文摘要、關(guān)鍵詞 ....................................... Ⅰ 英文摘要、關(guān)鍵詞 ....................................... Ⅱ 引言 .................................................... 1 第一章 聲控小車設(shè)計預(yù)期目標(biāo) ............................. 2 基本要求： ...................................... 2 擴(kuò)展部分： ...................................... 2 注意事項 ....................................... 2 第二章 方案整體設(shè)計 ..................................... 3 凌陽 16 位 u’nSPamp。S482 系列單片機(jī) ................. 3 方案設(shè)計前整體設(shè)計 ............................... 4 方案論證 ........................................ 5 第 3 章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) .............................. 8 硬件整體框架簡介 ................................. 8 硬件各個模塊設(shè)計 ................................. 8 小車的功能實現(xiàn)原理 .............................. 10 第 4 章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) ............................. 17 系統(tǒng)的主程序設(shè)計 ................................ 17 語音識別的原理簡介 ............................. 18 主控制源程序 .................................... 19 致 謝 ................................................. 30 參考文獻(xiàn) ............................................... 31 I 語音控制小車 摘要： 本文是基于凌陽 SPCE016A 芯片設(shè)計的一款小車。 凌陽 SPCE016A芯片不僅具有 單片機(jī)的一般功能，而且還具有質(zhì)量高，編程方便等語音處理功能，并且凌陽公司免費提供的 IDE 軟件編程環(huán)境 ，提供了大量的語音庫文件，直接調(diào)用即可，省去了大量的編碼，解碼和計算操作。 利用 超聲波傳感器 檢測道路上的障礙物，控制電動小汽車 使其自動躲避開障礙物。其研究成果具有重要的學(xué)術(shù)及應(yīng)用價值。單片機(jī)不但以其高可靠性、高性價比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、現(xiàn)代通信設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)，以及測控領(lǐng)域等方面得到了廣泛的應(yīng)用，更由 于 16 位單片機(jī)的出現(xiàn)，處理能力得到提高，具備 DSP 功能，可以采用單片機(jī)技術(shù)直接對語音信號進(jìn)行處理和應(yīng)用，使單片機(jī)作為微控制器具備了更多更強的功能。用數(shù)字化的方法進(jìn)行語音的傳送、 存儲、識別、合成、增強等是整個數(shù)字化通信網(wǎng)中最重要、最基本的組成部分之一。目前，語音技術(shù)處于蓬勃發(fā)展 時期，有大量參評投放市場，并且不斷有新產(chǎn)品被開發(fā)研制，具有廣闊的市場需要和應(yīng)用背景。 SPCE061A 是凌陽科技推出的一款 16 位μ 39。該芯片帶有硬件乘法器，能夠?qū)崿F(xiàn)乘法運算、內(nèi)積運算等復(fù)雜的運算。 SPCE061A 內(nèi)嵌 32K字的 FLASH 程序存儲器以及 2K 的 SRAM。以上介紹的 這些硬件資源使得該 SPCE061A 能夠單芯片實現(xiàn)語音處理功能。小車不僅具有前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)停車等基本功能；同時配合 SPCE061A 的語音特色，實現(xiàn)語音控制功能。 基本要求： （ 1） 通過說話人發(fā)出的特定命令（不小于 5條），可以控制小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn) 基本運動。 （ 3）語音遙控的有效范圍不低于 3米。 （ 2）可以進(jìn)行特定人聲的識別，即只響應(yīng)“主人”的命令。 （ 4）提高語音遙控的距離范圍，增加遙控的命令數(shù)。 注意事項 1． 一定要注意電池的正負(fù)極性，切勿裝反； 2． 長期不用請將電池取出電池盒； 3． 由于小車行動比較靈活，速度比較快，在使用時一定要注意保持場地足夠大，且保證不會對周圍的物體造成傷害； 4．不要讓小車長時間運行在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)（堵轉(zhuǎn)狀態(tài)：由于小車所受阻力過大，造成小車電機(jī)加電但并不轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象） ，這樣會造成很大的堵轉(zhuǎn)電流，有可能會損壞小車的控制電路。S482 系列單片機(jī) 凌陽 16 位 u’ nSPamp。系列單片 機(jī)的結(jié)構(gòu) 隨著單片機(jī) MCU 的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸由傳統(tǒng)的控制擴(kuò)展到控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理 (Digital Signal Processing， DSP)等領(lǐng)域 .具有自主知識產(chǎn)權(quán)的臺灣凌陽 16位單片機(jī)是為適應(yīng)單片機(jī)的功能集成化發(fā)展而設(shè)計的。S482。S482。S482。S482。 此外 該芯片 還有 擁有 8 路 10 位精度的 ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，并且內(nèi)置有自動增益電路。兩路 10 位精度的 DAC，只需要外接功放（ SPY0030A）即可完成語音的播放。S482。S482。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴(kuò)展，以適應(yīng)不同用戶的需求。S482。S482。S482。S482。 高性能價格比 u’ nSPamp。家族片內(nèi)帶有高尋址能力的 ROM、靜態(tài) RAM 和多功能的 I/O 口。S482。S482。 指令系統(tǒng)功能強效率高 . u’ nSPamp。的指令系統(tǒng)的指令格式緊湊 ，執(zhí)行迅速，并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對高級語言的支持，這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間。S482。另外， u’ nSPamp。家族的工作電壓范圍大，能在低電壓供電時正常工作，且能用電池供電。 方案設(shè)計前整體 設(shè)計 在確定這個題目之后，首先想到，如果想要一個小車運轉(zhuǎn)，必須能控制其電機(jī)去驅(qū)動輪子， 這樣就需要有電機(jī)驅(qū)動電路。 由于本設(shè)計是由聲音來對小車進(jìn)行遙 5 控，所以就必須由聲音的采集、傳輸和處理模塊，就是需要加入語音系統(tǒng)。此外，為了讓其能夠躲避前方障礙物，還加入了超 聲波避障模塊，利用超聲波的收發(fā)判斷其前方是否由障礙物。 圖 聲控小車設(shè)計前 設(shè)計 框圖 方案論證 方案一：采用 MCS— 51 系列中的 80C51 單片機(jī)。80C51 是一款八位單片機(jī)，應(yīng)用范圍廣，價格便宜是其最大優(yōu)點。但語音是一門新興的技術(shù)，不止包括語音的錄制和播放，還包括語音的壓縮，編碼和解碼，以及語音的識別，這些都要進(jìn)行大量的計算，如果用 80C51 來實現(xiàn)較為困難。 小車運轉(zhuǎn) 電機(jī)運轉(zhuǎn) PWM 控制 無線話筒 超聲波避障模塊 FM 接收模塊 電機(jī)電路 語 音 系 統(tǒng) 6 圖 基于 89C51 單片機(jī)設(shè)計的小車設(shè)計框圖 方案二： 采用凌陽公司的 SPCE061A 作為核心 MCU 來實現(xiàn)對小車的語音控制。 并且凌陽公司免 費提供的 IDE 軟件編程環(huán)境，提供了大量的語音庫文件，直接調(diào)用即可， 省去了大量的編碼，解碼和計算操作。 其總體框圖如圖 所示。故采用方案 二。其詳細(xì)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 ① 高靈敏調(diào)頻無線話筒 電路中用了兩只三 極管。音頻放大器由 V R2 和 R3 構(gòu)成， 它采用電壓負(fù)反饋電路。這是一個電流負(fù)反饋電路，R5 就是反饋電阻，它可穩(wěn)定 V2 工作點，使之能可靠地工作。