江苏科技大学本科毕业设计(论文)I江苏科技大学本科毕业设计(论文)学院江苏科技大学专业机械电子工程学生姓名***班级学号05******指导教师李磊二零零九年六月江苏科技大学本科毕业论文江苏科技大学本科毕业设计(论文)II江苏科技大学本科毕业论文基于单片机的声控小车控制ThecontrolofVoice-activatedcarbasedonSingleChip江苏科技大学本科毕业设计(论文)III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。比如声控手机、声控洗衣机、电视机、电脑等设备。本文对声控小车概况做了阐述。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。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启动、停止、返回、拐弯。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,小车江苏科技大学本科毕业设计(论文)IVAbstractWiththedevelopmentoftheelectronicsindustry,thevoice-controlcarbecomemoreandmorepopulartopeople.Anditplaysanimportantroleinpeople'sdailylife.Atpresent,thevoice-activatedtechnologyhasbeenusedinmanyfields.Forexample,voice-activatedphone.Onlyifyoucalledoutthenamesyouwantanditautomaticallycalledthetelephone.Therearealsovoice-activatedwashingmachines,televisions,computersandotherequipments.Thisarticlegivesadetailtothevoice-activatedcar.Inhardwaredesign,thepaperuseSunplusSPCE061Aasthecontrolofcore.Onthesoftware,weuseClanguageprogrammingforvoicetrainingandrecognition.Ithasthefollowingfeatures:Accordingtorecordedthevoicecommandtocontrolthecartostart,stop,return,andturn.Firstofall,papersconfirmthesystemofprogram,andthendescribetheunit'ssoftware,hardwareaswellasintroducethemaincomponentsofthesituation.Keywords:SPCE061A,SpeechRecognition,Full-bridgedriver,Trolley江苏科技大学本科毕业设计(论文)V目录第一章绪论............................................11.1引言...............................................................11.2国内外研究状况.....................................................11.3存在的不足或有待解决的问题.........................................21.4课题的目的任务和要求...............................................2第二章设计方案论证....................................32.1系统总体方案.......................................................32.2系统硬件方案.......................................................42.3系统控制方案.......................................................52.4小结...............................................................5第三章系统硬件设计....................................63.1SPCE061A特性简介...................................................63.2精简开发板——61板................................................73.3车体介绍...........................................................83.3.1小车的行走原理..................................................93.4控制板原理图......................................................113.4.1全桥驱动原理...................................................123.4.2动力电机驱动电路...............................................153.4.3方向电机控制电路...............................................153.5小结..............................................................17第四章系统软件设计...................................184.1系统的总体程序流程...............................................184.1.1语音识别的原理简介...........................................19江苏科技大学本科毕业设计(论文)VI4.1.2训练子程序...................................................204.1.3语音识别子程序...............................................224.1.4动作子程序...................................................224.1.5中断子程序...................................................244.2程序中需要说明的几个问题.........................................254.3小结..............................................................26结语..................................................27致谢..................................................28参考文献...............................................29附录..................................................31江苏科技大学本科毕业设计(论文)1第一章绪论1.1引言所谓声控技术其实也就是利用语音识别技术来达到控制或者操作的一种技术,而语音识别技术这近五年来已经有很大的进步,最新的语音识别技术可以辨识90%以上的人类说出的字。声控技术虽然是一项比较先进的技术,但不可否认的是,声控技术在无限传输时的合成的质量不是很好,它尚需进一步提高,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。然而随着微电子技术、计算机技术、及传感器技术的迅速发展,现今声控技术应用广泛,这种崭露头角的声控技术,给严重伤残人的生活带来了极大的方便。伤残病人用声音就可以打开门窗、窗帘、电视机、电灯等。在其他领域里,声控技术也大有用武之地。比如飞机在飞行或空战中,一旦飞行员负了伤,他可以用声音来驾驶飞机。声音识别器将飞行员的讲话声音与贮存的声音相比较,只要声音一致,飞机就能自动地完成各种动作,从而化险为夷。那么能不能做到“君子动口不动手”呢?本文介绍用凌阳单片机61A设计并制作的一套基于语音识别技术的声控小车。1.2国内外研究状况随着微电子技术、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这大量的噪声,所以,滤噪便成为最为关键的技术。江苏科技大学本科毕业设计(论文)21.3存在的不足或有待解决的问题声控技术虽然是一项比较先进的技术,但不可否认的是,声控技术在无限传输时的合成的质量不是很好,它尚需进一步提高,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。1.4课题的目的任务和要求声控小车其技术要求是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protel软件进行电子图的设计。江苏科技大学本科毕业设计(论文)3第二章设计方案论证2.1系统总体方案方案一:采用MCS-51系列单片机实现,由于有语音识别和语音播放功能,所以需要扩展语音识别模块和语音播放模块,这样必然造成端口的资源紧张,所以还必须加入接口扩展芯片。该实现方案结构如图2-1所示。图2-1采用MCS-51系列单片机实现语音控制小车方案二:采用SPCE061A实现语音控制小车方案,由于SPCE061A内部具有语音识别和语音播放功能,所以只需要扩展基本的MIC和语音功放即可,该方案结构如图2-2所示。江苏科技大学本科毕业设计(论文)4图2-2基于SPCE061