1、無線語音遙控智能車摘要 20世紀中后葉，隨著大規(guī)模晶體管集成電路制造工藝的飛速發(fā)展，使計算機滲透進城市的血液，成為人類社會生活中密不可分的一部分。越來越多種類的計算機投入社會生產(chǎn)，如果在人們的社會生活中所接觸到的計算機均使用不同的、自身特有的人機接口，就要求計算機使用者掌握多種計算機操作語言，這無疑成為人們使用計算機的一大障礙。因此人與計算機的溝通成為了擺在人類面前嶄新的課題。在音頻壓縮處理技術(shù)以及無線遠程控制技術(shù)高速發(fā)展的局面下，人們開始考慮使用人類語言作為新的方式和計算機進行無線遠程對話。優(yōu)化人機接口，使計算機智能化，并且能聽懂遠處傳來的人類語言，以人類的方式思考，徹底擺脫復雜的計算機語言

2、和繁瑣的輸入方式是今后發(fā)展的一大方向。臺灣凌陽科技推出的16位MCU-DSP混合處理器SPCE061A可以實現(xiàn)上述的語音識別、數(shù)據(jù)編碼等功能，若在其上外擴一nRF2041雙工無線模塊組成語音遙控器。用一小車模型作為接收機，處理器采用ATMEL公司的高檔8位微處理器ATMEGA16L，接收依然使用nRF2401無線模組，便可以使小車接收人類語言的遠程控制。在控制者發(fā)出向前、向后、向左、向右等語言命令后，遙控器上的凌陽SPCE061A處理器可以自動實現(xiàn)語音辨識，并且與事先訓練的語音模型相比較，從而通過nRF2401輸出不同的控制命令，模型小車接收到不同的指令后，做出不同的響應(yīng)動作，這樣便可以制作出

3、一個基于無線語音控制的智能小車。今后，根據(jù)語音控制機器人的設(shè)計理念，可將其移植到諸如汽車，小家電等具有實際意義的產(chǎn)品中去。在人類與計算機的關(guān)系日益密切的今天，更為便捷、更為人性化、更為智能化的人機對話方式無疑是今后科技發(fā)展的新趨勢。關(guān)鍵詞 無線語音遙控小車；凌陽SPCE061A處理器；語音辨識； ATMEGA16L；nRF2401無線模組Wireless voice remote control carABSTRACT After the middle of the 20th century leaves, as a large-scale transistor integrated circ

4、uit manufacturing process of rapid development, computers infiltrate into the cities of blood, human social life are inseparable part. Computer is gradually replacing humans, engage in complex, repetitive calculations or labor. More and more types of computers into the community production, The comp

5、uter of more and more kinds puts into social production, if computer touched use different, ones own characterized man-machine interface in peoples social life, require the computer user to grasp many kinds of computer operation language, This undoubtedly becomes a great obstacle that people use the

6、 computer. So people and communication of the computer have become the brand-new subject in front of the mankind .Under the circumstances that the audio frequency compresses the situation of high-speed development of treatment technology, people consider using human language as the new interactive w

7、ay. Optimize the man-machine interface, Make the computer intelligent and understand the human language, thinks in a human way, it is a general orientation that will developed to get rid of the complicated computer language and the tedious input way is a general orientation that will developed in th

8、e future.SPCE061A produce by Lingyang science and technology co.,Taiwan. It can proform the function that described above, enable its control one model car, to make the car can accept human control of language. Sends out forward, backward, towards left, towards right and so on the language orders af

9、ter the master, the car embarks insults the positive SPCE061A processor to be possible to process may realize the pronunciation identification automatically, and with the pronunciation model which trains beforehand compares, output comparison result control car direct current machine running status.

10、From now on, according to the voice control robot design idea, might transplant it to such as the automobile, the small household electrical appliances and so on has in the practical significance product.In human and computer relational close today, more convenient, a more user friendly, more intell

11、ectualized man-machine conversation way without doubt will day by day be the next technical development new tendencyKey Words： SPCE061A processor Intelligent voice control car目 錄0 前言22 無線語音遙控智能車設(shè)計概述42.1 設(shè)計目的42.2 設(shè)計實現(xiàn)總體功能43 系統(tǒng)總體方案53.1 方案論證53.1.1 方案一53.1.2 方案二53.1.3 方案三53.2 方案分析74 芯片的介紹73.2.1 主控芯片及其各部

12、分性能83.2.2 SPCE061A用于語音遙控智能小車中的功能103.3 無線語音遙控智能車電機驅(qū)動控制方案155 系統(tǒng)設(shè)計方案154.1系統(tǒng)整體設(shè)計方案154.2 主控板設(shè)計方案154.3 控制板設(shè)計方案184.4 中斷方案196.聲音控制智能小車軟件設(shè)計206.1 語音控制實現(xiàn)流程216.2 語音識別主程序流程236.3 語音識別子程序設(shè)計246.3.1訓練子程序：256.3.2 識別子程序256.3.3 動作子程序256.3.4 中斷子程序256.4 程序開發(fā)環(huán)境與代碼錄入256.4.1 凌陽SPCE061A單片機指令系統(tǒng)與開發(fā)環(huán)境266.4.2 語音提示的錄入266.5 部分程序代碼

13、解釋277 結(jié)論27參考文獻29致 謝30劉子龍：電子科學與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計論文0 引言隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化時代的來臨，計算機和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將觸角伸入社會各行各業(yè)，滲入了城市的血液中，并且在一定程度上取代了人類繁瑣的機械的勞動。世界也正面臨一場大規(guī)模的新的工業(yè)革命，又稱為信息革命。數(shù)字化、智能化，已經(jīng)成為這場革命的主旋律。讓計算機像人類一樣動作一樣思考，并擁有人的記憶和人的邏輯，使人類從繁瑣的鍵盤操作和按鍵輸入中解脫出來是電腦智能化面對的重要課題。在現(xiàn)代傳感器技術(shù)、音頻視頻壓縮解碼技術(shù)的跨越式發(fā)展，使計算機實現(xiàn)了高度的集成化，功能也逐漸出現(xiàn)全能化、專門化以及智能化的分化發(fā)展方向。計算

14、機的微處理器的功能也不僅僅局限于計算和處理數(shù)據(jù)，同時也將存儲和硬件解碼等外圍電路也集成到其中。也正是因為如此，運用單獨的處理器就可以實現(xiàn)智能化人機對話接口，讓計算機像人類一樣思考，通過人類的動作和語言向計算機輸入指令，使計算機的操作方式發(fā)生根本性的變革，真正拉近人與計算機間的距離?，F(xiàn)代計算機的性能已經(jīng)相當強大，運算能力已經(jīng)不可限量，而且還在飛速發(fā)展。在日常生活的諸多領(lǐng)域，電腦已經(jīng)取代人類，從事大量繁瑣的、重復性的勞動。但是在這些領(lǐng)域中，大型的計算機不能充分發(fā)揮自身性能，而且在成本方面也毫無經(jīng)濟性可言。所以，針對不同領(lǐng)域不同功能的專門性計算機應(yīng)運而生，其運算處理能力并不一定非常強大，而是對于特別

15、的應(yīng)用場合在其中整合特殊的功能，使其在特定的場合發(fā)揮最大的作用。嵌入式計算機應(yīng)運而生，嵌人式計算機作為計算機的一個重要分支，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。隨著信息技術(shù)發(fā)展所帶來應(yīng)用需求的增多，嵌人式計算機的應(yīng)用范圍和需求越來越廣，性能不斷改進，新的架構(gòu)不斷出現(xiàn)，各種單片機和數(shù)字信號處理器相繼面世。嵌人式操作系統(tǒng)與PC操作系統(tǒng)相比，嵌人式操作系統(tǒng)不要求全能，但必須能夠依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計規(guī)格，高效率地發(fā)揮硬件的運算能力，使產(chǎn)品達到效率價格比的優(yōu)化。本次設(shè)計是在運用成品嵌入式計算機的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)用人類的語言無線遙控單片機的運作。為了更明確的顯示聲音對單片機的遙控作用，使單片機控制一遠處可自由運動的小車，通過小車

16、行走方式的不同表現(xiàn)，體現(xiàn)聲控單片機的運行情況。對于無線語音遙控智能小車的設(shè)計，關(guān)鍵在于語音識別和無線通信方式的選取。語音處理技術(shù)是一門新興的技術(shù)，它不僅包括語音的錄制和播放，還涉及語音的壓縮編碼和解碼，語音的識別等各種處理技術(shù)。以往做這方面的設(shè)計，一般有兩個途徑：一種方案是單片機擴展設(shè)計，另一種就是借助于專門的語音處理芯片。普通的單片機往往不能實現(xiàn)這么復雜的過程和算法，即使勉強實現(xiàn)也要加很多的外圍器件。專門的語音處理芯片也比較多，像ISD系列、PM50系列等，但是專門的語音處理芯片功能比較單一，想在語音之外的其他方面應(yīng)用基本是不可能的。而無線通信技術(shù)現(xiàn)在多采用無線數(shù)字通信模塊，其通信協(xié)議可以自

17、己設(shè)定，通信頻率可以在一定范圍內(nèi)可以改變，使傳輸數(shù)據(jù)的可靠性、安全性都大大提高。 基于上述要求本次設(shè)計擬采用三種設(shè)計方案。在芯片方面，ATMEGA16L微處理器和凌陽SPCE061A微處理器以及二者的組合應(yīng)用是三種備選方案。兩種微控制器都具有豐富的片上系統(tǒng)資源，可以通過外加輔助電路的方式實現(xiàn)語音辨識功能，從而滿足對控制指令的語音采集、壓縮、存儲、解壓和辨識等一系列功能的要求。在指令系統(tǒng)方面，兩者都支持C語言，省去了繁瑣重復的堆棧操作，方便了程序員的編寫，和讀取。在確定設(shè)計使用單片機后，還應(yīng)對單片機加裝部分外圍電路才能使用，其中包括：電源電路、音頻電路、I/O電路等。使其保證單片機各項功能的實現(xiàn)

18、。此外還有部分必須的功能電路，如：復位按鍵，狀態(tài)指示燈等等。在小車車體方面，采用后輪同軸差速驅(qū)動，前輪舵機轉(zhuǎn)向的模型車。動力來自驅(qū)動后輪的直流電機，驅(qū)動器采用意法半導體生產(chǎn)的L298N直流電機驅(qū)動器。由一個舵機擺臂擺動不同的角度實現(xiàn)前輪的轉(zhuǎn)向。整個小車的電源由一個7.2V鎳氫電池組提供。語音指令的識別過程是利用單片機的特定人語音識別功能來實現(xiàn)的。首先對小車進行訓練，將語音命令轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存儲在單片機FLASH存儲器中。在需要控制小車的時候，單片機通過采集聲音信號，并量化處理為數(shù)字信號后，與存儲器中預先存儲的控制命令進行辨識，結(jié)果以字節(jié)數(shù)據(jù)方式從無線模組發(fā)出，小車接收到控制指令后，控制驅(qū)動芯片和舵機，使小車完成響應(yīng)動作。這些操作都是由預先編寫并燒錄在單片機中的C語言程序控制的。在整個設(shè)計中，兩個難點在于單片機外圍電路的設(shè)計和控制程序的編寫。如果能很好的