單片機(jī)控制的聲控小車系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)案例概述1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)主要包括廣播板塊,板塊按鈕,單片機(jī)液晶顯示板板的水平,就像人類的面部特征可以幫助大腦反應(yīng)同時(shí)操作,該系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制模塊為核心,其他模塊和單片機(jī)模塊為中心,服務(wù)和功能,發(fā)送其他模塊的傳遞函數(shù),這種閉環(huán)系統(tǒng)的組成與相互作用的同時(shí)也無關(guān)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)在智能汽車的聲控自動(dòng)功能。討論清楚地說明了各模塊的功能、原理和結(jié)構(gòu)。1.1單片機(jī)模塊系統(tǒng)所運(yùn)用的核心操作系統(tǒng)是AT89C51單片機(jī)[2]，在這之中相當(dāng)于人體心臟部位，沒有他的供血補(bǔ)給調(diào)節(jié)整個(gè)人體的協(xié)調(diào)便不會(huì)有人的活靈活現(xiàn)。單片機(jī)也就是這樣起到了核心作用，調(diào)動(dòng)著系統(tǒng)功能和計(jì)時(shí)器的技時(shí)控制顯示，單片機(jī)的核心分布如圖1.1所示。圖1.1AT89C51引腳圖AT89C51在別的方面也發(fā)揮著重要的作用。本系統(tǒng)使用的AT89C51單片機(jī)主要由CPU、代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)三部分組成。技術(shù)遙控模塊和各種可變接口設(shè)備由單片機(jī)組成。單片機(jī)工作總線由數(shù)據(jù)傳輸、程序重寫系統(tǒng)、CPU匯編重寫系統(tǒng)組成，這樣的結(jié)構(gòu)組合可以形成一種進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，從而使單片機(jī)的精度得到提高。和8051單片機(jī)的強(qiáng)大的功能不僅數(shù)據(jù)存儲(chǔ),也可以注冊(cè)數(shù)據(jù)[38]功能,如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大大超出了我們的假設(shè),它可以是150多種設(shè)計(jì),可以滿足設(shè)計(jì)要求的不同的需求,和單片機(jī)的內(nèi)容也可以根據(jù)自身強(qiáng)大的存儲(chǔ)系統(tǒng)重組對(duì)于一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)需求的方法是一致的,其中可以實(shí)現(xiàn)多種方式。特殊的函數(shù)寄存器還可以配置大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，這種RAM對(duì)于臨時(shí)變量起著不可磨滅的作用，而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)信息操作加快了操作速度，效率也因此大大提高。

各端口的功能圖下表所示表3-1P口功能讓人震驚的是AT89C51雖然小巧精煉，但是卻具備很好的中斷阻隔的作用，有多個(gè)或幾個(gè)信號(hào)傳送時(shí)，它會(huì)進(jìn)行阻隔和中斷遙控裝置，不會(huì)讓遙控裝置進(jìn)行交叉作業(yè)，這樣一來具備了多級(jí)優(yōu)先級(jí)別也同時(shí)滿足了不同控制者的操作習(xí)慣和要求。作用于AT89C51內(nèi)置最多可高達(dá)32MHz的時(shí)間電路，它的作用是將整個(gè)單片機(jī)的脈沖時(shí)序進(jìn)行反復(fù)運(yùn)作處理，但是AT89C51也具有缺點(diǎn)，它需要外置震蕩電容。該論述清楚的闡述了系統(tǒng)所有的電路產(chǎn)生都是在單片的最小系統(tǒng)的作用下產(chǎn)生和運(yùn)作的，它對(duì)于周圍的電路進(jìn)行的牽橋搭線作用，很好的將電路搭配建成。具上網(wǎng)了解通常在單片機(jī)的開發(fā)和研究中，很多功能性小模塊會(huì)和最小系統(tǒng)分開進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，當(dāng)模塊調(diào)整為統(tǒng)一模式的情況下，便會(huì)自動(dòng)形成整體，這樣一來重復(fù)利用和使用成了單片機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也節(jié)省了人力物力。本課題研究設(shè)計(jì)的30nF單片機(jī)最小系統(tǒng)可以與高精度晶體振蕩器相連接，同時(shí)進(jìn)行微調(diào)，稱為單片機(jī)時(shí)鐘電路。AT89C51單片機(jī)需要一個(gè)20M晶體振蕩器與時(shí)鐘系統(tǒng)相結(jié)合，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，外部晶體振蕩器頻率的增加也使其作用增大，這也是單片機(jī)時(shí)鐘控制電路的重要基礎(chǔ)。在課題設(shè)計(jì)中讓單片機(jī)外接32MHz，使單片機(jī)內(nèi)部自動(dòng)多功能選擇，形成一個(gè)腦電路，也稱為看門狗電路模式。微控制器微系統(tǒng)組成并使用reset，設(shè)計(jì)出具體的微控制器最小系統(tǒng)組成如下圖1.1所示圖1.1AT89C51最小系統(tǒng)1.2繼電器模塊在系統(tǒng)斷路器模板系統(tǒng)中單片機(jī)的小電流信號(hào)被廣泛適用,就像系統(tǒng)單片機(jī)自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)生大量的加載操作的過程中,將測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)的高溫和高系統(tǒng),單片機(jī)將通過語音控制裝置的智能開關(guān)控制,形成了強(qiáng)者使用的低電流控制電流信號(hào)來源。連續(xù)系統(tǒng)繼電器給科學(xué)帶來了更多的方便和成果。在本系統(tǒng)中，繼電器模板保護(hù)汽車在緊急斷電狀態(tài)下的保護(hù)功能。系統(tǒng)的繼電器電路系統(tǒng)如圖1.2所示

圖1.2連接圖1.3液晶顯示電路LCD液晶顯示擁有一個(gè)良好的穩(wěn)定性和較低的功耗等很多優(yōu)良特點(diǎn)，通常會(huì)用在數(shù)字進(jìn)行控制管理系統(tǒng)的顯示功能模塊設(shè)計(jì)領(lǐng)域。LCD液晶顯示器的集成電路比較簡(jiǎn)單，只需要占用少量單片機(jī)的輸入/輸出口。整體電路連接比較清晰，與常用的實(shí)現(xiàn)器件LED相比，LCD還可以顯示更多的字符，可以根據(jù)用戶的不同需求繪制不同風(fēng)格的圖片，使用性以及功能都比LED強(qiáng)大得多。本系統(tǒng)中LCD的作用主要是安置在聲控小車的頂部較明顯的位置，用戶可以根據(jù)個(gè)人需求而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置，便于后續(xù)操作。液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)也有不少，操作便捷，功耗較低，顯示變化種類較為豐富等。比較適用于聲控小車的開發(fā)，單片機(jī)控制1602LCD一般分為直接顯示法和間接顯示法兩種數(shù)據(jù)顯示方式。本系統(tǒng)中所采用的顯示方式就是LCD。本系統(tǒng)將控制芯片89C31單片機(jī)P1口與液晶顯示模塊1802LCD接口直接連接。單片機(jī)的P1口作為總線并行地將字符代碼輸入LCD，有效地提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。本系統(tǒng)具體的LCD硬件框圖如圖1.3所示：圖1.3與單片機(jī)的連接圖1.4按鍵電路的設(shè)計(jì)液晶液體顯示屏1602液晶模塊接口間接連接,單片機(jī)P1口作為L(zhǎng)CD總線頻率的輸入字符，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蛿?shù)據(jù)傳輸通道的速度，本圖形系統(tǒng)的主要開關(guān)功能是液晶顯示硬件在本系統(tǒng)中常用的按鍵開關(guān)。當(dāng)手動(dòng)按下按鍵時(shí)，由于結(jié)構(gòu)功能的原因，一般會(huì)發(fā)生振動(dòng)，而開關(guān)的上下結(jié)構(gòu)和接口的不對(duì)稱是引起振動(dòng)的根本原因。當(dāng)按鈕按下然后彈起的過程中，由于上下接觸面接觸時(shí)間不規(guī)則，抖動(dòng)比較明顯。因此，為了使系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定，需要軟件來消除系統(tǒng)開發(fā)過程中的抖動(dòng)，以彌補(bǔ)硬件的不足。圖1.4為按鍵抖動(dòng)現(xiàn)象示意圖。圖1.4按鍵抖動(dòng)電壓波形如果按鍵開關(guān)不進(jìn)行緩沖處理，系統(tǒng)在輸入按鍵時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生效果偏差，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)嚴(yán)重癱瘓。因此，在設(shè)計(jì)的初期，必須采取相應(yīng)的措施來消除按鍵的抖振問題。一般來說，消除系統(tǒng)抖振有兩種方法。一是消除硬件抖振。硬件抖振消除通常會(huì)增加按鍵電路一側(cè)的抖振電容。系統(tǒng)穩(wěn)定化的另一種方法是軟件穩(wěn)定化，在該方法中得到了廣泛的應(yīng)用。在軟件編寫過程中，按下開關(guān)一段時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)軟件的穩(wěn)定。聲控車的喇叭主要發(fā)出“前進(jìn)”、“左”、“右”、“停”四種指令。圖1.5語音識(shí)別工作原理圖1.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路霍爾元件是在霍爾效應(yīng)上實(shí)現(xiàn)的磁傳感器。霍爾元件是一種傳感器件。它們可以探測(cè)到磁場(chǎng)及其在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的情況下的變化。霍爾器件基于霍爾效應(yīng)。以上每個(gè)模塊都是不可或缺的每一份子，每個(gè)模塊都有相應(yīng)的功能，分別都體現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。體現(xiàn)了智能汽車語音控制。圖1.5開關(guān)型霍爾傳感器的原理2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的智能小車系統(tǒng)，基于智能語音控制，單片機(jī)編程語言的根本可說是來自于C語言下面底層的逆向匯編語言的機(jī)器指令，通過選擇匯編語言，可以自己選擇最基本的C語言。與兩者相比，匯編語言的優(yōu)點(diǎn)是可以提高系統(tǒng)硬件的效率。但是，當(dāng)編程任務(wù)相對(duì)復(fù)雜，程序靈活性較低時(shí)，C語言相對(duì)容易掌握和應(yīng)用，軟件的開源性相對(duì)較強(qiáng)。系統(tǒng)采用C語言編寫KEIL軟件，實(shí)現(xiàn)各模塊的功能。下面將詳細(xì)描述每個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)。軟件設(shè)計(jì)是軟件系統(tǒng)的心臟。一個(gè)優(yōu)秀的、適用的系統(tǒng)，除了相對(duì)穩(wěn)定的硬件基礎(chǔ)外，還需要一個(gè)完整的、優(yōu)秀的軟件系統(tǒng)來貫穿整個(gè)系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)的目的是在C語言以及匯編語言的編程中，在軟件設(shè)計(jì)的早期階段擬定系統(tǒng)的總體功能來實(shí)現(xiàn)，確定系統(tǒng)的實(shí)際需求。分別在理解整個(gè)函數(shù)的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)的每個(gè)功能模塊,本地代碼實(shí)現(xiàn)的功能,通過代碼可以直觀的了解每個(gè)系統(tǒng)的作用是不同的,各種功能模塊編寫軟件集成和測(cè)試后,再加上整體功能的基礎(chǔ)上各種功能模塊的集成,通過這種方式來完成整個(gè)系統(tǒng)的功能測(cè)試和調(diào)試。軟件設(shè)計(jì)的另一種方法是先完善開發(fā)板或測(cè)試盒上各功能部件的相關(guān)代碼，如LCD顯示程序或按鍵輸入程序的實(shí)現(xiàn)?？烧{(diào)后，將各功能部件的代碼組合在一起，改變單片機(jī)的IO口，利用主回路進(jìn)行調(diào)度控制，通過適當(dāng)?shù)难訒r(shí)修改，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。該系統(tǒng)采用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)。2.1主程序簡(jiǎn)介系統(tǒng)利用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)著整個(gè)系統(tǒng),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)調(diào)度功能的實(shí)現(xiàn),該系統(tǒng)是系統(tǒng)初始化并顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘供電,正常的智能語音控制智能車駕駛時(shí),液晶顯示器通常,智能語音控制智能車的門,系統(tǒng)通過聲學(xué)傳感器,單片機(jī)讀取系統(tǒng)標(biāo)識(shí)符值傳輸電路,該電路基于系統(tǒng)辨識(shí)數(shù)字開關(guān)的相應(yīng)動(dòng)作，如圖2.1所示

開始開始初始化顯示開機(jī)畫面Mode=1檢測(cè)模式設(shè)置模式讀取按鍵值按鍵按下定時(shí)時(shí)長(zhǎng)的更改系統(tǒng)執(zhí)行動(dòng)作延時(shí)等待開啟系統(tǒng)執(zhí)行動(dòng)作延時(shí)設(shè)置提示語按鍵按下按鍵值開始更改NYN顯示初始值 顯示初始值Y Y圖2.1主程序流程圖2.2語音識(shí)別模塊編程讀取系統(tǒng)ID號(hào)并在存儲(chǔ)電路中讀取。并通過系統(tǒng)識(shí)別數(shù)字名稱對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的名稱，并通過播放來改變外部電機(jī)的控制系統(tǒng)。語音識(shí)別模塊的具體軟件流程圖如圖2.2所示圖2.2繼電器流程圖2.3LCD顯示程序設(shè)計(jì)YNNYNN圖2.3LCD顯示流程圖2.4鍵盤接口應(yīng)用實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)中的按鈕用于輸入過載信號(hào)和修改站名信息。應(yīng)特別注意編制系統(tǒng)關(guān)鍵程序。除系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，還應(yīng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)密鑰的緩沖電容。系統(tǒng)關(guān)鍵程序的基本過程,設(shè)計(jì)過程中沒有按下按鈕時(shí),對(duì)應(yīng)的銷是高水平的核心控制器,當(dāng)外部按鈕按下時(shí),微控制器相應(yīng)的銷水平較低,SCM中斷,中斷程序