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1、. . . . 基于单片机的语音控制小车设计摘要随着电子工业的发展，具有语音控制功能的小车越来越受到人们的青睐，在人们的日常消费生活中起着不可忽视的作用。目前，声控技术已在很多领域得到使用。本文对语音控制功能的小车概况做了阐述。在硬件设计方面，本论文以凌阳公司的SPCE061A单片机为控制核心，以语音小车控制电路板为辅，设计小车的动作。完成了电源电路、复位电路、键盘电路、音频输入电路，音频输出电路和无线控制电路等硬件功能模块的设计。在软件方面，利用C语言进行编程，进行语音的“训练”和“识别”。设计出具有如下功能的语音声控小车:能够根据录制的语音命令来控制小车的前进，后退，左转，右转的功能。测试
2、表明，在环境背景噪音不太大，控制者的发音清晰的前提下，语音控制小车的语音识别系统能对特定的语音指令做出智能反应，做出预想中的有限的动作。论文首先对系统的方案进行论证，然后对各单元的软件、硬件工作原理进行了阐述，并介绍了系统的主要组成部分情况。关键词：SPCE061A，语音识别，全桥驱动，小车Voice control car design based on single chip microcomputerAbstractWith the development of the electronics industry, the voice - the control car become mo
3、re and more popular to people. And it plays an important role in people s daily life. At present, the voice - activated technology has had 2 in many fields, For example, voice - activated phone. Only if you called out the names you want and it automatically called to the telephone. This article give
4、s a detail to the voice-activated car. In hardware design, the paper use Sunplus SPCE061A as the control of core. On the software, we use C language programming for voice trainingandrecognition. .Completedthepowercircuit,resetcircuit,keyboardcircuitry,audioinputcircuits,audiooutputcircuitandcontrolc
5、ircuitofwirelesshardwaresuchasthedesignoffunctionmodules.It has the following features: According to recorded the voice command to control the car to start, stop,turn right , and turn left. Tests have shown that background noise in the environment is not too big, the controller under the premise of
6、clear pronunciation, voice control car voice recognition system can make intelligent response to a particular voice commands, limited, as expected. First of all, cca shut confirm the system of the program, and then describe the unit s software and hardware as well as introduce the main components of
7、 the situation.Key words: SPCE061A，Speech Recognition，Full-bridge ,driver，Trolley目 录摘要IAbstractII第1章 绪 论- 1 -1.1 选题的目的和意义- 1 -1.1.1选题目的- 1 -1.1.2.选题意义- 1 -1.2 语音小车的发展及现状- 1 -1.3 课题的目的任务和要求- 2 -第2章 语音小车的方案论证- 3 -2.1 语音控制方案- 3 -2.2 方案论证- 4 -2.2.1 采用DSP+FPGA方案- 4 -2.2.2采用MCS-51方案- 4 -2.2.3 采用凌阳61方案- 5
8、-2.3 系统控制方案- 6 -第3章 系统硬件设计- 9 -3.1 系统硬件总体设计- 9 -3.2 系统各单元设计- 10 -3.2.1 控制单元设计- 10 -3.2.2 动力单元设计- 15 -3.2.3 音频单元设计- 16 -3.2.4 小车单元设计- 19 -3.3 系统总体电路图- 26 -第4章 系统软件设计- 27 -4.1 系统总体程序设计- 27 -4.2 系统各分支设计- 28 -4.2.1训练子程序- 28 -4.2.2语音识别子程序- 29 -4.2.3动作子程序- 31 -4.2.4中断子程序- 34 -第5章 系统调试- 37 -5.1 硬件调试- 37 -5
9、.2 软件调试- 38 -5.3 系统联调- 39 -结 论- 41 -参考文献- 43 -致 - 45 -附 录- 47 - . . . 第1章 绪 论1.1 选题的目的和意义1.1.1选题目的 通过设计一个用单片机控制的语音小车来熟悉模块化编程方法，掌握C语言汇编语言的程序设计和调试方法，并理解单片机的原理、结构、指令；运行模式及应用方法。1.1.2.选题意义 语音识别系统的实用化研究是语音识别研究的一个主要方向。以玩具市场为例，具有高科技含量的电子玩具、智能玩具发展迅猛，电子互动式、智能化玩具已经成为玩具行业发展的主流。我国是玩具生产和出口大国，但在高科技玩具的发展方面和国外的差距很大，
10、因此，及时投入精力广泛开展这方面的研究，无论对技术创新应用，还是社会经济发展，都有巨大的现实意义。与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。近二十年来，语音识别技术取得显著进步，开始从实验室走向市场。语音识别功能大大增加了玩具使用的乐趣，并使玩具体现出一定的智能性，因此成为大部分电子玩具、智能玩具设计中使用的关键技术。本文利用凌阳单片机设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。该设计将遥控车由传统的手动遥控改成了语音识别遥控，集成了先进的语音识别技术，加上小车的机动灵活的特点，使控制者
11、可以通过语音控制小车实现预设动作，从而释放控制者的双手，而且小车和控制者之间还具有一定的交互功能。所以此次研究具有较强的实用性和发展前景。1.2 语音小车的发展及现状随着微电子技术、计算机技术、及传感器技术的迅速发展，现今声控技术已经应用到社会中的各个角落，为人们提供着各种便利。1、声控玩具车：进一步提高系统的滤噪性能，和识别的准确率，并利用已有的软件开发出独具特色的语音芯片，并将其集成在遥控上即可做出声控玩具车。2、能识别主人的看门狗：在本系统的基础上扩充对说话者的识别功能，并将软件硬件化，集成在芯片上。将芯片置于防盗门上，使之可以完成主人叫门即开门的功能。3、真实汽车上的声控系统：在驾驶的
12、过程中，不便于用手来完成的其它操作可以用声控系统来实现。这于我们的系统是极其相似的。但是实际的汽车中可能存在着大量的噪声，所以，滤噪便成为最为关键的技术。声控技术虽然是一项比较先进的技术。但是，声控技术在无限传输时的合成的质量不是很好，它还需进一步提高，因为无线环境中的背景噪音太大了，当然还有其他方面的因素影响着声控功能的发挥，具体来说表现在以下几个方面：1 、时效型。从发出指令到执行指令，有一段延迟时间，虽已降低到尽可能的小，但还是很明显。可行的方法就是改用高效的DSP芯片，这在经费上和时间上都是不允许的。2.、对环境的适应。如果环境噪声很大，或偶尔出现较大的噪声，则会出现误识。这个不足之处
13、还没有很有效的解决方案。3、多人识别。各人的发音不尽相同，因此该系统还限于单人识别。若要做多人识别，则识别的时效性会降低，即有很大的延迟。另外，多人识别，也没有较为有效、成熟的算法供参考。1.3 课题的目的任务和要求声控小车其技术要通过相关语音对小车进行操作控制。使用了“前、后、左、右、停”五个字作为小车行驶的指令。本毕业设计有助于培养我们的独立动手能力、思考能力。具体的项目制作过程分为两部分：软件部分和硬件部分。其目的让我们熟悉61板的设计与制作，并掌握其原理；学会运用C语言进行编程且运用。语音控制小车的主要功能： 1. 可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能； 2.
14、配合SPCE061A的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能； 3. 可以在行走过程中声控改变小车运动状态； 4. 在超出语音控制围时能够自动停车。第2章 语音小车的方案论证2.1 语音控制方案2.1.1基本原理机器语音识别、处理的过程与人对语音识别、理解过程基本上是一致的，目前主流的语音识别技术是基于统计模式识别的基本理论。一个完整的语音识别系统可大致分为语音特征提取、声学模型与模式匹配(识别算法)和语义理解3部分。其基本原理如图2.1所示。图2.1语音识别系统原理框图从图中我们可以看出语音识别一般分为2个步骤：第一步是系统“学习”或“训练”阶段，这一个阶段的任务是建
15、立识别基本单元的声学模型以及进行文法分析的语言模型，即构建参考模式库；第二步是“识别”或“测试”阶段，根据识别系统的类型选择能够满足要求的识别方法，采用语音分析方法分析出这种识别方法所要求的语音特征参数，按照一定的准则和测度与参考模式库中的模型进行比较，通过判决得出结果。 2.1.2语音识别系统的构成语音识别系统的基本结构主要包括预处理、A /D转换、起止点识别、特征提取和识别判断等部分, 结构如下图2.2所示。话筒A/D转换预处理特征提取起止点识别模板存储识 别判断图2.2语音识别系统的基本结构2.2 方案论证2.2.1 采用DSP+FPGA方案语音识别根据实际需要和应用场合的不同，可以分为孤立词识别和连续语音识别、特定人识别和非特定人识别。语音识别追求的主要指标为
