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攀枝花学院本科毕业设计论文摘要I摘要随着电子工业的发展,目前这种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,本系统以凌阳公司的SPCE061A单片机为控制核心,设计一个具有如下功能的语音声控小车能够根据开始录制的语音命令来控制小车的启动、停止、返回、拐弯和自动避开障碍物等动作。其方法是在小车上安装三个检测障碍物的光电传感器和一个碰撞开关,利用扫描的方式,扫描单片机的IOB4、IOB5、IOB6接口来控制拐弯和返回利用单片机的IOB8IOB13接口控制继电器来选择小车的正、反向和加、减速行驶,其中IOB8IOB9控制电机MOTORA的正反转,IOB10IOB11控制小车行驶过程中的三个速度档位,IOB12IOB13控制电机MOTORB的正反转。本设计针对这些,设计出的这种产品体积小,外形美观大方,具有对特定人的语音辩识功能,具有广泛的市场前景,特别受孩子们的欢迎。关键词SPCE061A单片机,语音辨识,光电传感器,继电器。攀枝花学院本科毕业设计论文ABSTRACTIIABSTRACTWiththedevelopmentoftheelectronicindustry,currentlythetrolleywhichhasvoicecontrolfunctionisbecomingmoreandmorepopular.Itplaysanessentialroleinpeoplesdailylifeinconsumption.SunplussystemstothecompanysSPCE061Atocontrolthecore,todesignavoiceTrolleythefollowingfunctioncancontrolthecarsstarting,stopping,returning,turningandautomaticactiontoavoidobstaclesaccordingtotherecordingthevoicecommand.Themethodistoinstallthreesmallvehiclebarrierdetectionsensorandaphotoelectricswitchcollision.Withtheuseofscanning,itscansSCMIOB4,IOB5,IOB6interfacetocontrolturningandreturningandalsousingSCMIOB8IOB13interfacetocontrolrelaytochoosethepositiveorreversedirectionofthecarandtoincreaseorslowdownitsspeed.ThereintoIOB8IOB9controlstherotatingdirectionofMotorA,IOB10IOB11controlsthreestallsofspeedofthecarintheprocessofmoving,IOB12IOB13controlsthereversionofmotorMotorB.AccordingtothedesignofwhatIhavetoldabove,thedesignoftheseproductshassmallsize,generousshape.Italsohasfunctionsofrecognizingtherightspecificvoiceandabroadmarketprospect,especiallyattractschildren.Key.wordsSPCE061A,voicerecognitionandopticalsensors,relays.攀枝花学院本科毕业设计论文目录1目录摘要......................................................................................................................................ⅠABSTRACT.............................................................................................................................Ⅱ1绪论......................................................................................................................................11、国内外研究现状、水平和发展趋势.......................................................................................12、课题研究方法.......................................................................................................................12方案设计与论证..................................................................................................................22.1设计目的............................................................................................................................22.2设计方案与论证.................................................................................................................23系统框图及其原理..............................................................................................................43.1系统框图及说明.................................................................................................................43.2工作原理............................................................................................................................43.3SPCE061A的介绍................................................................................................................53.3.1SPCE061的概述...........................................................................................................53.3.2SPCE061A的引脚排列及其说明....................................................................................53.3.3SPCE061A的结构.........................................................................................................64硬件电路的设计..................................................................................................................74.1主控电路的设计.................................................................................................................74.1.1继电器的工作原理.......................................................................................................74.1.2继电器的特性..............................................................................................................84.1.3电机的选择.................................................................................................................84.2光电检测电路设计............................................................................................................104.2.1传感器的定义与组成................................................................................................104.2.2光电传感器................................................................................................................114.2.3光电开关原理.............................................................................................................114.2.4光电检测电路的工作原理..........................................................................................124.3直流稳压电源...................................................................................................................134.4音频输入及AGC电路........................................................................................................144.4.1音频输入和AGC电路的设计.......................................................................................144.4.2语音识别原理............................................................................................................15攀枝花学院本科毕业设计论文目录24.5语音播报电路的设计........................................................................................................174.5.1数/模转换器DAC的设计............................................................................................174.5.2音频功率放大器的组成..............................................................................................174.5.3晶体管功率放大器的设计..........................................................................................184.5.4集成音频功率放大器的介绍.......................................................................................184.6电源部分..........................................................................................................................195软件设计............................................................................................................................205.1软件主流程图设计............................................................................................................205.2语音训练部分...................................................................................................................215.3障碍物检测部分...............................................................................................................225.4语音命令及辨识部分........................................................................................................235.5中断服务流程图部分........................................................................................................265.5.1SPCE061A中断系统....................................................................................................265.5.2中断服务流程图及说明..............................................................................................276系统调试及测试结果........................................................................................................286.1程序调试..........................................................................................................................286.2调试环境..........................................................................................................................286.3测试过程..........................................................................................................................286.4测试结果..........................................................................................................................29结论..........................................................................................................................................30参考文献..................................................................................................................................31附录A程序.............................................................................................................................32附录B元件清单.....................................................................................................................45附录C系统整体电路图.........................................................................................................46致谢......................................................................................................................................48攀枝花学院本科毕业设计论文1绪论11绪论1、国内外研究现状、水平和发展趋势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。让机器识别语音的困难在某种程度上就像一个外语不好的人听外国人讲话一样,它和不同的说话人、不同的说话速度、不同的说话内容、以及不同的环境条件有关。语音信号本身的特点造成了语音识别的困难。这些特点包括多变性,动态性,瞬时性和连续性等。计算机语音识别过程与人对语音识别处理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两部分(1)语音特征提取其目的是从语音波形中提取出随时间变化的语音特征序列。(2)语言模型与语言处理语言模型包括由识别语音命令构成的语法网络或由统计方法构成的语言模型,语言处理可以进行语法、语义分析。对小词表语音识别系统,往往不需要语言处理部分。近年来,语音控制技术在国内外已有了较大的发展,己进入工程化、实用化的阶段,它无论是理论上还是应用技术上均得到了长足的发展,语音控制是当今国内外自动化学科中一个十分活跃和具有挑战性的领域,是一门新兴的交叉学科。它与人工智能、自动控制、计算机技术和信息论等有着密切的关系,是相关学科互相结合与渗透的产物,有着广阔的应用前景。语音控制技术作为一门新兴的理论技术,它还处在一个发展时期。然而,随着人工智能技术、计算机技术的迅速发展,语音控制必将迎来它的发展新时期。2、课题研究方法本系统以凌阳公司的SPCE061A单片机为控制核心,根据开始录制的语音命令来控制小车的启动、停止、返回、拐弯等动作利用光电传感器使小车自动避开障碍物。在设计的过程中可能会遇到传感器不能检测出高低电平,特别是反射式的光电传感器,它的灵敏度很强,还有就是在电源的提供上,由于各个传感器所需的电源电有所不同,所以我们要采用直流稳压电源来为各个传感器提供各自所需的电压。考虑到以上问题,因此系统使用的电压均由开关电源提供,其中单片机电压5伏特,电机驱动电压为6伏特,光电传感器的使用电压约为12伏特。继电器的使用电压约为5伏特。攀枝花学院本科毕业设计论文2方案设计与论证22方案设计与论证2.1设计目的(1)语音识别小车能识别特定人的语音命令。就是说语音样板由单人训练,也只能识别训练人的语音命令,而他人的命令识别率较低或几乎不能识别。(2)语音训练语音命令可以重新训练,训练的过程中有语音提示。在程序中通过6条语句的训练演示特定人的连续语音识别,其中第一条语句是触发名称,另外5条是命令,训练完毕开始辨识,当识别出触发名称后,开始发布命令,则会听到自己设置的应答。(3)小车行驶小车可以前进、倒退、左转、右转。(4)速度调整小车的速度可以调整,有全速,中速和慢速三档速度。(5)避障小车在行驶的过程中,发现前方、左方或者右方有障碍物时,小车可以自动躲避障碍物。(6)语音控制给小车下语音命令的时候,小车能根据命令做正确的动作。2.2设计方案与论证语音控制小车采用实时控制系统,用单片机控制来实现较为容易,这里以凌阳SPCE061A单片机为主控元件,提出两种设计方法。方案一采用凌阳SPCE061A十六位单片机,对小车的整个行驶过程进行实时监控,完成所有功能需要10个I/O口,由于凌阳SPCE061A单片机提供32个I/O口,一片即可实现所有功能。其主要设计思想是在小车上安装三个检测障碍物的光电检测器和一个碰撞开关,利用扫描的方式,扫描IOB4、IOB5、IOB6来控制拐弯和返回利用单片机的IOB8IOB13控制继电器选择小车的正、反向和加、减速行驶凌阳SPCE061A十六位单片机提供了丰富的时基信源和时基中断,为设计提供了大量的选择空间,并为设计提供精确的时基计数,其加减速通过大功率电阻消耗功率来实现,这种方案可以使程序简单,易于控制。方案二此方案也采用凌阳SPCE061A十六位单片机,与第一种方案不同之处在于利用单片机的IOB8、IOB9产生控制调速的脉宽和控制小车的正、反行驶,用凌阳SPCE061A十六位单片机的TimeA和TimeB很容易实现脉宽调制,这大大加强了用脉宽调制控制加减速的可选性,但对继电器要求较高,价位也更高,不容易买到,这里考虑到大众化设计,因此采用第一个方案。攀枝花学院本科毕业设计论文2方案设计与论证3本系统为什么采用凌阳SPCE061A十六位单片机,而不采用别的单片机来实现呢原因很多,凌阳SPCE061A十六位单片机内部集成了2K字的RAM、32K字的Flash,加上用凌阳SPCE061A十六位单片机实现不需要外扩程序存储器和RAM,也不用外接语音芯片,即可实现语音辨识和一系列职能动作。由于采用了高性能的MCU,省掉了大量的外围器件,如外扩RAM、ROM存储器等,使硬件结构大大简化,提高了系统的可靠性。它的软件编程采用C语言和汇编混合编程来实现,集两种语言之优点于一体,它们的完美结合极大限度地简化了编程过程,丰富了编程思想。然而采用别的单片机实现所有功能一般要两个单片机,硬件电路也更加复杂。若要实现语音播报功能和语音辨识,不是多用几个别的类型的单片机就可实现的,而凌阳单片机提供了很好的语音播放和录制机制以及简单的API接口编程。使用SPCE061A开发产品来设计语音控制小车,功能多,功耗小,能在低电压时正常工作,而且价格便宜,使用起来极为方便,因此采用凌阳SPCE061A十六位单片机来设计。
编号:201311211305109446    大小:1.92MB    格式:DOC    上传时间:2013-11-21
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liyun上传于2013-11-21

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