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较高的处理速度使&
’nSP™能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。
因此,与SPCE500A相比,以&
’nSP™为核心的SPCE061A微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种最经济的选择。
借助于SPCE061A的语音特色,我们开发出了这款语音控制小车。
小车不仅具有前进、后退、左转、右转停车等基本功能;
同时配合SPCE061A的语音特色,实现语音控制功能。
目录
第一章前言……………………………………………………………………1
第二章语音控制小车设计要求……………………………………………2
2.1功能设计要求………………………………………………………………2
2.2参数说明……………………………………………………………2
2.3注意事项……………………………………………………………2
2.4备注·
……………………………………………………………………3
第三章芯片特性简介…………………………………………………………4
3.1SPCE061A特性简介…………………………………………………………4
3.2精简开发板——61板………………………………………………………5
第四章系统总体方案介绍………………………………………………7
4.1系统硬件方案……………………………………………………………7
4.2系统控制方案……………………………………………………………7
第五章系统硬件设计…………………………………………………………9
5.1车体介绍………………………………………………………………9
5.1.1小车的行走原理…………………………………………………10
5.2控制板原理图…………………………………………………………11
5.2.1全桥驱动原理……………………………………………………12
5.2.2动力电机驱路……………………………………………………14
5.2.3方向电机控制电路………………………………………………14
第六章系统软件设计………………………………………………………17
6.1系统的总体程序流程……………………………………………………17
6.2程序中需要说明的几个问题………………………………………………24
第七章连接与操作说明………………………………………………………26
7.1硬件连接………………………………………………………………26
7.2硬件模块连接图………………………………………………………26
7.3功能说明………………………………………………………………27
7.4代码下载………………………………………………………………27
7.5训练小车………………………………………………………………28
7.6声控小车………………………………………………………………29
7.7重新训练………………………………………………………………29
结语………………………………………………………………………………30
参考文献…………………………………………………………………………31
致谢…………………………………………………………………………32
前言
语音处理技术是一门新兴的技术,它不仅包括语音的录制和播放,还涉及语音的压缩编码和解码,语音的识别等各种处理技术。
做这方面的设计,一般有两个途径:
一种方案是单片机扩展设计,另一种就是借助于专门的语音处理芯片。
普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法,即使勉强实现也要加很多的外围器件。
专门的语音处理芯片也比较多,像ISD系列、PM50系列等,但是专门的语音处理芯片功能比较单一,想在语音之外的其他方面应用基本是不可能的。
借助于SPCE061A的语音特色,我们设计出了这款语音控制小车。
第二章语音控制小车设计要求
2.1功能设计要求
语音控制小车是凌阳大学计划推出的基于SPCE061A的代表性兴趣产品,它配合61板推出,综合应用了SPCE061A的众多资源,打破了传统教学中单片机学习枯燥和低效的现状。
小车采用语音识别技术,可通过语音命令对其行驶状态进行控制。
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.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.在超出语音控制范围时能够自动停车。
2.2参数说明
车体:
双电机两轮驱动
供电:
电池(四节AA:
1.2V×
4或1.5V×
4)
工作电压:
DC4V~6V
工作电流:
运动时约200mA
2.3注意事项
1.一定要注意电池的正负极性,切勿装反;
2.长期不用请将电池取出电池盒;
3.由于语音信号的不确定性,语音识别的过程会出现一定的误差和不准确性;
4.由于小车行动比较灵活,速度比较快,在使用时一定要注意保持场地足够大,且保证不会对周围的物体造成伤害;
5.不要让小车长时间运行在堵转状态(堵转状态:
由于小车所受阻力过大,造成小车电机加电但并不转动的现象),这样会造成很大的堵转电流,有可能会损坏小车的控制电路。
2.4备注
可以自行添加各种传感器,实现避障、循迹、跟踪等功能。
第三章核心器件简介
3.1SPCE061A特性简介
SPCE061A是一种十六位单片机,使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放,该芯片拥有8路10位精度的ADC,其中一路为音频转换通道,并且内置有自动增益电路。
这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。
两路10位精度的DAC,只需要外接功放(SPY0030A)即可完成语音的播放。
另外十六位单片机具有一套易学易用的指令系统和集成开发环境,在此环境中,它支持标准C语言编程,也支持C语言与汇编语言的互相调用。
另外还提供了语音录放的库函数,只要了解库函数的使用,就可以很容易的完成语音的录放、识别等功能,这些都为软件开发提供了方便的条件。
SPCE061是一款拥有2KRAM、32KFlash、32个I/O口,并集成了AD/DA功能强大的16位微处理器,它还拥有丰富的语音处理功能,为小车的功能扩展提供了相当大的空间。
只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。
SPCE061A特性:
16位μ’nSP微处理器;
工作电压:
内核工作电压VDD为3.0V~3.6V(CPU),I/O口工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/O);
CPU时钟:
0.32MHz~49.152MHz;
内置2K字SRAM;
内置32K闪存ROM;
可编程音频处理;
晶体振荡器;
系统处于备用状态下(时钟处于停止状态),耗电小于2μA@3.6V;
2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值);
2个10位DAC(数-模转换)输出通道;
32位通用可编程输入/输出端口;
14个中断源可来自定时器A/B,时基,2个外部时钟源输入,键唤醒;
具备触键唤醒的功能;
使用音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒),能容纳210秒的语音数据;
锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号;
32768Hz实时时钟;
7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器;
声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能;
具备串行设备接口;
低电压复位(LVR)功和低电压监测(LVD)功能;
内置在线仿真板
(ICE,In-CircuitEmulator)接口。
3.2精简开发板——61板
“61板”是SPCE061AEMUBOARD的简称,是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发-仿真-实验板,大小相当于一张扑克牌。
“61板”除了具备单片机最小系统电路外,还包括有电源电路、复位电路、ICE电路、音频电路(含MIC输入部分和DAC音频输出部分)等,“61板”可以采用电池供电。
图3-1所示为该精简开发板的实物图。
图3-161板实物图
第四章系统总体方案
4.1系统硬件方案
系统的结构框图如图4-1示。
图4-1系统结构框图
系统组成主要包括以下两部分:
SPCE061A精简开发板、语音小车控制电路板。
图中的语音输入部分MIC_IN、按键输入KEY、声音输出部分的功率放大环节等已经做到了精简开发板——61板上,为我们使用提供了很大的方便。
在电机的驱动方面,采用全桥驱动技术,利用四个I/O端口分为两组分别实现两个电机的正传、反转和停三态运行。
4.2系统控制方案
小车的运动控制采用语音控制和中断定时控制相结合,通过语音触发小车动作,小车动作之后,随时可以通过语音指令改变小车的运动状态。
在每一次动作触发的同时启动定时器,如果小车由于某些原因不能正常的接收语音指令,则只
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