【正文】 換后的數(shù)據(jù)壓縮存儲，SPCEO61A單片機(jī)的16位DSP有很強(qiáng)的信息處理能力， MHz，具備運(yùn)算速度高等優(yōu)勢。凌陽壓縮算法中DVR可用于錄、放音。而SPCE061A提出了解決方法：SACMV25．LIB。在進(jìn)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。語音辨識是一種以語音模型為指令基礎(chǔ)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(zhǔn)確率。系統(tǒng)經(jīng)復(fù)雜的函數(shù)操作將發(fā)布指令與預(yù)先訓(xùn)練的一音模型進(jìn)行比對，如與語音模型相匹配，則輸出控制信號。使用特定人語音辨識的語音樣板由單個人訓(xùn)練和識別處理組成，如圖：圖 38 語音辨識流程值得注意的是，凌陽SPCEO61A在接收到控制語音指令后，并不是直接用其進(jìn)行辨識。其具體步驟如圖：5．語音指令的發(fā)送和回應(yīng)。車上控制器接收到相應(yīng)指令后，設(shè)置動作標(biāo)志位，返回回應(yīng)數(shù)據(jù)，同時(shí)控制L298N和舵機(jī)，使小車做出向前向后轉(zhuǎn)彎的動作。4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案根據(jù)需要，系統(tǒng)硬件擬使用兩塊PCB板設(shè)計(jì)。另一塊為車體控制板，用于搭載接口電路，電源電路及電機(jī)驅(qū)動。 遙控器硬件設(shè)計(jì)方案在無線語音遙控智能車的設(shè)計(jì)中，凌陽SPCEO61A單片機(jī)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(shí)現(xiàn)音頻輸入輸出和識別，以及語音命令的輸出等功能。 1. 電源電路 ，其他邏輯器件要求5V供電，設(shè)計(jì)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，為整個單片機(jī)內(nèi)核和nRF2401供電。 圖41 電源電路圖 1）MIC輸入電路 在使用SPCE061A的語音訓(xùn)練和聲音控制的時(shí)候，需要使用MIC輸入電路將語音信圖 42 MIC輸入電路號接收，并傳送至SPCE061A進(jìn)行處理。電路中的∏性濾波器就能很好的實(shí)現(xiàn)這個功能。其中X1是語音的MIC輸入端。另外還要播報(bào)小車的工作狀態(tài)。這為單片機(jī)的音頻設(shè)計(jì)提供了極大方便。DAC電路中，SPY0030是凌陽的一款音頻放大芯片，相當(dāng)于LM386，但是它比LM386音質(zhì)好，最大輸出功率可達(dá)700mW。另外，串口和IOB7及IOB10復(fù)用，在此設(shè)計(jì)中用該資源將語音命令傳輸給串口nRF2401模組進(jìn)行無線發(fā)射。 圖 45 復(fù)位電路圖 車體控制部分電路主要由nRF2401無線模組、ATMEGA16L最小系統(tǒng)電路、舵機(jī)驅(qū)動電路和L298N直流電機(jī)驅(qū)動電路組成。下面詳細(xì)介紹各部分的電氣結(jié)構(gòu)和工作原理。OC2為8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器2輸出引腳，用來產(chǎn)生高頻PWM信號，調(diào)節(jié)直流驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，占空比1/255布進(jìn)可調(diào)。串口nRF2401無線模組的原理圖和此處一樣，只是其發(fā)射的數(shù)據(jù)改為ATMEGA16L串口接收到的數(shù)據(jù)，即SPCE061A串口發(fā)出的語音指令。由于只用到了一個直流動力電機(jī)，為了增加驅(qū)動能力，我將L298N的兩路驅(qū)動并聯(lián)實(shí)用，實(shí)現(xiàn)方法為，將OUT1和OUT4 并聯(lián)為OUT1，OUT2和OUT3并聯(lián)為OUT2，IN1和IN4并聯(lián)為IN1，IN2和IN3并聯(lián)為IN2，EnableA和EnableB并聯(lián)為Enable。表2 L298對直流電機(jī)控制的邏輯真值表輸入輸出Ven=HC=H；D=L正轉(zhuǎn)C=L；D=H反轉(zhuǎn)C=D制動Ven=LC=※；D=※沒有輸出，電機(jī)不工作AVR系列高檔8位單片機(jī)的IO驅(qū)動能力很強(qiáng)，無需外接驅(qū)動電路，需特殊說明的是舵機(jī)的額定電壓為6伏，雖然超出額定電壓，但不會損壞舵機(jī)，省掉一個電壓轉(zhuǎn)換芯片的同時(shí)，還提高了舵機(jī)的響應(yīng)靈敏度。初始化操作將IOB7設(shè)置為輸入，IOB10設(shè)置為輸出，然后設(shè)置串口控制寄存器，將串口通信參數(shù)設(shè)置為9600、N、1，為向串口無線模組發(fā)送數(shù)做好準(zhǔn)備。下面詳細(xì)討論后三個比較重要部分的軟件實(shí)現(xiàn)步驟。程序一開始判斷小車是否被訓(xùn)練過，如果沒有訓(xùn)練過則要求對其進(jìn)行訓(xùn)練，并且會在訓(xùn)練成功之后將訓(xùn)練的模型存儲到FLASH，在以后使用時(shí)不需要重新訓(xùn)練；如果已經(jīng)訓(xùn)練過會把存儲在FLASH中的模型調(diào)出來裝載到辨識器中。為了降低開發(fā)的難度，提高語音控制器的實(shí)際的使用效能，語音控制器采用特定發(fā)音人識別方式．即語音控制器適用于某個具體的特定的對象．程序設(shè)計(jì)的最終目的是根據(jù)人的語音命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，程序的響應(yīng)、處理并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制指令，其依靠的轉(zhuǎn)換平臺就是語音的識別處理．語音識別的處理分為語音樣板訓(xùn)練和語音識別兩個過程．可將先前植入的標(biāo)準(zhǔn)命令模式的存儲空間稱之為“詞庫”，而把標(biāo)準(zhǔn)命令模式稱之為“樣板”．所謂語音樣板訓(xùn)練，就是將待識別的命令進(jìn)行頻譜分析，提取特征參數(shù)作為識別的標(biāo)準(zhǔn)模式．語音識別的過程就是將提取語音命令的特征參數(shù)，與詞庫中的命令樣板比較，取相似度最好的樣板命令序號作為識別結(jié)果，以供程序進(jìn)行處理。如果在名字指令后緊接一個動作指令，遙控器將會將指令通過串口nRF2401模組發(fā)送出去，并等待小車的響應(yīng)，如果在名字指令后超過一定時(shí)間，沒有第二個指令到來，那么遙控器將清除前次識別結(jié)果進(jìn)入新的識別。 無線發(fā)送應(yīng)答部分 既然是無線語音遙控智能車，肯定少不了無線通信，無線通當(dāng)然是指兩點(diǎn)間的通信了，所以設(shè)計(jì)中用了一對半雙工無線通信模組nRF2401，由于其一塊單獨(dú)工作沒有任何實(shí)際意義，所以在此將遙控器部分和車體部分的無線模組軟件工作流程同時(shí)列舉，在后面車體部分的軟件設(shè)計(jì)中不再敘述。因?yàn)椴恍杩紤]數(shù)據(jù)的保密性，所以就采用簡單的一字節(jié)命令，這樣也能提高通信的可靠性。該部分軟件流程圖如圖54所示。然后在真正進(jìn)行動作響應(yīng)，先響應(yīng)后動作的原因是因?yàn)樾≤囃瓿赡硞€動作的時(shí)間較長，會導(dǎo)致遙控器因接收不到響應(yīng)指令而不斷的重發(fā)語音命令。 響應(yīng)指令讀取DATA，返回DATA+5DATA？ 檢驗(yàn)?zāi)＝M狀態(tài)開 始返 回圖55 車體主控程序流程圖 軟件開發(fā)環(huán)境凌陽SPCEO61A單片機(jī)采用μ’nSP?內(nèi)核指令系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)支持匯編語言和C語言編寫。μ’nSP?內(nèi)核對支持ANSIC中使用的基本數(shù)據(jù)類型，并且可以在C程序中調(diào)用匯編函數(shù)提高代碼效率，并使其具有較好的實(shí)時(shí)性。為減少繁瑣的堆棧操作和提高程序可讀性，在本次設(shè)計(jì)中采用C語言編寫辨識程序。使用凌陽科技提供的一個集成開發(fā)環(huán)境μ’nSP? IDE，它能完成程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試和仿真等功能。并使用在線調(diào)試器PROBE對SPCEO61A程序進(jìn)行寫入，它既是一個程序燒寫器人又是一個實(shí)時(shí)在線調(diào)試器。PROBE工作于凌陽IDE集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，其5芯的仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上SPCEO61A相應(yīng)引腳，直接對目標(biāo)電路板上的SPCEO61A調(diào)試，運(yùn)行編寫好的程序。圖 56 計(jì)算機(jī)，PROBE和用戶目標(biāo)板三者之間的連接示意圖 ATMEGA16L單片機(jī)指令系統(tǒng)與開發(fā)環(huán)境為了獲得最高的性能以及并行性， AVR 采用了Harvard 結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線。CPU 在執(zhí)行一條指令的同時(shí)讀取下一條指令( 在本文稱為預(yù)取)。程序存儲器是可以在線編程的FLASH。能運(yùn)行于Windows9x/ME/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)平臺下。源程序的編輯可采用匯編語言，其匯編級編譯器（AVR Assembler）是免費(fèi)提供的。AVRStudio還集成有軟件調(diào)試（AVR Studio）和實(shí)時(shí)在線仿真器（JTAG ICE）以及AVRProg下載等功能。 圖57 AVRStudio開發(fā)環(huán)境結(jié)論本次對于無線語音遙控智能小車的設(shè)計(jì)采用凌陽SPCE061A十六位單片機(jī)和AVR系列ATMEGA16L高檔8位單片機(jī)配合實(shí)現(xiàn)。由于采用了高性能的MCU，省掉了大量的外圍器件，使得硬件結(jié)構(gòu)大大簡化，提高了系統(tǒng)的可靠性。它的軟件編程采用C和匯編混合編程來實(shí)現(xiàn)，集兩種語言之優(yōu)點(diǎn)于一體，它們的完美結(jié)合極大限度地簡化了編程過程，豐富了編程思想，給開發(fā)者帶來了莫大的方便。若要實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)功能和語音辨識，不是多用幾個別的類型的單片機(jī)就可實(shí)現(xiàn)的，而凌陽單片機(jī)提供了很好的語音播放和錄制機(jī)制以及簡單的API接口編程。在SPCE061A集成函數(shù)庫帶來方便的同時(shí)，我也感受到了其源代碼的不透明，當(dāng)想增加自己特定的功能時(shí)，不知如何下手。對于無線語音遙控智能小車來講，本次設(shè)計(jì)的作品并無太大實(shí)用價(jià)值，但有很大實(shí)際意義，其中聲音控制機(jī)器操作的思路是今后簡化人機(jī)接口的方向。在人類與計(jì)算機(jī)的關(guān)系日益密切的今天，更為便捷、更為人性化、更為智能化的人機(jī)對話方式無疑是今后科技發(fā)展的新趨勢。本人從中受益匪淺。為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我以這四年來所學(xué)的知識為基礎(chǔ)，獨(dú)立設(shè)計(jì)制作以凌陽SPCE061A單片機(jī)和ATMEL的ATMEGA16L為基礎(chǔ)的無線語音遙控智能車的設(shè)計(jì)。相信此次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定會為我們在不久的將來踏上工作崗位打下了良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。張老師在已經(jīng)非常繁忙的工作中，依然指導(dǎo)我完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，我要感謝我的母?！旖蚬こ處煼秾W(xué)院。特別是在我即將踏上工作崗位的同時(shí)，給了我這樣一個鍛煉、學(xué)習(xí)的機(jī)會，使我加深了對以前知識的理解，拓寬了知識面，也提高了我對所學(xué)知識的綜合的應(yīng)用能力。最后，我要再一次感謝所有在此期間幫助過我的人，我衷心的祝福你們！