毕业设计（论文）-基于8051的声控设计.doc

南京信息职业技术学院毕业设计论文作者学号系部电子信息工程系专业无线电技术（微波技术与器件）题目基于8051的声控设计指导教师评阅教师完成时间：2011年5月1日毕业设计(论文)中文摘要题目：基于8051的声控设计摘要：本设计是基于8051的声控设计，整个声控系统的组成是以声控芯片RSC364为核心所设计的声控模块（简称VCMM）为中心来做应用，系统采用模块化设计，扩充性佳，本身控制板可以适合不同的硬件工作平台。整套系统可以做夸平台声控应用，可由串行接口来下命令道VCMM做声控处理。声控模块系统构架主要有语音辨认芯片，程序EPROM，FLASH内存，单芯片89C2051组成。89C2051是8051单片机的小型化设计包装，用于较简单化的硬件设计上。语音辨认芯片采用sensory公司设计的芯片，主要优点为省电及相关模拟电路简单，适合做小型多样化产品设计用。关键字:声控芯片；跨平台；外部联机；串行接口；声控模块毕业设计(论文)外文摘要Title:8051voice-baseddesignAbstract:Thedesignisbasedonthe8051voicedesign,thecompositionofthewholesystemisvoice-activatedvoicechipRSC364designedasthecorevoicemodule(referredtoVCMM)todoapplicationsforthecenter,thesystemismodularindesign,goodexpandability,anditsowncontrolpanelcanWorkfordifferenthardwareplatforms.Platformfortheentiresystemcandoboastvoiceapplications,canbeorderedundertheserialinterfacetodovoiceprocessingVCMM.Voicemodulesarespeechrecognitionsystem,chiparchitecture,programEPROM,FLASHmemory,composedofsingle-chip89C2051.805189C2051isasmalldesignpackage,foramoresimplifiedhardwaredesign.Speechrecognitionchipdesignedbysensorychip,themainadvantageofenergysavingandrelatedanalogcircuitissimple,suitableforproductdesignwithasmallvariety.keywords:voicechip,cross-platform,externalline,serialInterface,VoiceModule.目录1引言.12系统概述.13声控计算机的相应概况.33.1声控计算机的分类.33.2声控计算机的基本规格.43.3声控计算机的应用.44声控模块硬件配置.44.1声控模块VCMM功能.44.2声控模块VCMM配备.54.3声控模块VCMM硬件说明.54.4声控模块VCMM操作说明.65基本控制电路.85.1经过串行接口来控制VCMM.85.2经过PC的RS-232接口来控制VCMM.85.3程序说明及流程图.9结论.错误!未定义书签。致谢.17参考文献.171引言声控技术是用来设计一台会听话的计算机，只要对着麦克风讲话，便可以指挥计算机动作，也就是要实现“芝麻开门”声控计算机的梦想，当然现在已不是梦想。声控技术将以软件和硬件来实现。语音识别系统应用的范围相当广泛，现在随着许多关键技术的突破及VLSI技术的进步，市场上已出现许多方便使用的声控应用产品，如中文语音输入系统，升空移动电话（或手机）语音拨号，声控汽车音响等，而且未来会有更多有趣的声控电子产品上市。声控系统可以声音来控制计算机，完成某些特定的工作，如此一来可以取代部分按键输入来执行命令，也就是说计算机也可以听懂人们的声音，并且加以处理后可以完成特定的工作，更进一步让人和计算机交谈。声控计算机的技术使用的是计算机语音识别技术，由人的声音来控制计算机动作，可是计算机本身完全听不懂人的声音，因此必须先让计算机先了解人的讲话的声音及腔调。将原先训练好的声音特点存成语音参考样本，以便将来做识别时，当做对比参考。本论文是基于8051的声控设计，介绍整个声控系统的设计流程。人们对声控系统的进一步研究和发展，将会为我们以后的生活和工作带来无穷的方便和乐趣。2系统概述整个声控系统的组成是以声控芯片RSC364为核心所设计的声控模块（简称VCMM）为中心来做应用，系统采用模块化设计，扩充性佳，本身控制板可以适合不同的硬件工作平台。整套系统可以做夸平台声控应用，可由串行接口来下命令道VCMM做声控处理。声控模块系统构架如图2-1所示，主要有语音辨认芯片，程序EPROM，FLASH内存，单芯片89C2051组成。89C2051是8051单片机的小型化设计包装，用于较简单化的硬件设计上。语音辨认芯片采用sensory公司设计的芯片，主要优点为省电及相关模拟电路简单，适合做小型多样化产品设计用。图2-1声控系统组成构架语音辨认程序代码存于程序EPROM中，先前压缩的语音提示语也可以存放于其中。FLASH内存则是存储语音训练时所输入的参考样本特征参数及实时输入的语音压缩数据，所输入的语音压缩数据可以在辨认后说出来当做辨认结果验证用。以上这些数据因为存于FLASH内存内，关机后数据仍保存着，以免每次开机后，又要重新做训练造成使用上的不方便。在模拟的接口电路上以最少的电路便可以做语音的录放音控制。整个系统架构采主从式双处理机架构设计，由单芯片当做主控芯片，送出串行控制信号来控制辨认芯片完成相关的辨识工作。此一架构可以简化系统的软硬件设计，语音辨识的软硬件部分交由专用辨识芯片来处理，这些工作需要有效的算法及高速的硬件架构才能完成。在单芯片控制语音辨认芯片方面使用串行接口做控制，并定义一系列与与语音辨认处理相关的控制指令来完成工作。单芯片则负责人机接口的控制，在操作上使用4只按键控制来做设置，分别做语音输入训练，修改，听取语音内容，辨认等四项工作。所有工作经过动作指示LED灯及语音提示语来完成。除了基本的按键操作外，并建立了单片机串行传输接口，可以经过外部的其他种设计师熟悉的单芯片，如PIC或是EM78系列单片FLASHROM串行接口TIL电平RS-232串行接口EROM+5V电源稳压器RSC364模拟电路麦克风输入LM386声频放大器喇叭输出89C2051单芯片按键输入控制机来做更复杂的系统整合用，经过堆积木的方式来构建更复杂的声控应用系统，使整个复杂的声控系统设计，可以简化到以简易的串行接口指令来完成。更复杂的控制可以经过RS-232接口连接到PC接口上设计串行通信程序来完成。3声控计算机的相应概况声控计算机可以声音来控制计算机，完成某些特定的工作，如此一来可以取代部分按键来执行指令，也就是说计算机可以听懂人们讲话，并且加以处理完成特定的工作，进一步让计算机与人进行交谈。31声控计算机分类依系统所能辨认单字多寡可以分类为以下三种：（1）特定词汇：几个单词，词或是词组。（2）少量词汇：数十个单字，词或是词组。（3）大量词汇：涵盖所有的单字，词或是词组发音。以中文语音辨认而言便是所有的中文字。依用户是否需要是先做训练分为：（1）特定语者声控系统只能辨认某一特定用户的声音，用户在第一次使用此系统时需将所要辨认的词汇念过一到两遍，当做语音参考样本。谁来辨认说出语音，辨认时会很准确，当然如果训练时是男生的声音，如其他的男生来辨认，只要腔调及音频不要差异太大，仍然可以辨认出来。（2）语者调适用户只要曾经对辨认系统训练过，此系统便可辨认出他的声音，是一种比较有灵活的做法，用户不需要念完所有的音，只要念过一部分的单音后，系统会自动将语音参考样