语音型家用电器控制系统设计(编辑修改稿)

语音型家用电器控制系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

，单时钟周期 /机器， 1个 T，功能强大，比普通 8051 快 8 〜12倍。 （ 3） 61 千字节的片上闪存程序存储器芯片，擦拭次数超过 100000 次。 （ 4）在芯片 EEPROM 中的大容量块，擦拭人数超过 100000 次。 （ 5） 8通道 10高速 ADC 的输出 ,可以实现每秒 300000 次的速度 ,三路 PWM 也可以作为一个 3 通道 D/A 转换器 [17]。 （ 6） 配备了高精度的时钟芯片 ,从 5 MHz 到 35MHz 是可选的 ,8051 的 60 MHz 相当于420 MHz。 （ 7） 有两组可用于同一时间的高速异步串行通讯口 ，可在 5 组引脚和分时复用之间切换时 5 设置一个串行端口都可以使用。 （ 8）各种接口扩展完成。 （ 9）一种高品质的 USB 线实现供电系统，程序下载，通讯功能。 语音型家用电器控制系统设计 6 语音模块 LD3320 芯片是一个“语音识别”高端 ASIC 技术。 该芯片由语音识别处理器和一些外部电路集成，其中就包括语音插孔、音频输出接口、 AD\DA 转换器 [7]。 该芯片不需要任何其他外部辅助芯片（例如：闪存）等，是直接集成在可实施的语音识别 /声音 /交互功能的现有产品。 这种芯片可以通过合成技术直接集成在现有的产品上，就以实现语音识别 /音响控制，人机对话功能，而不需要外部的任何其他辅助芯片。 芯片引脚如图 4 所示，语音模块电路如图 5所示。 图 4 LD3320 芯片引脚 图 5 LD3320A 语音模块电路 淮南师范学院 20xx 届本科毕业论文 7 电源模块 电源使用输出为 5V 的小功率开关电 源， 相对于其他 线性 电源 ， 开关电源没有采用笨重的工频变压器 [16]。 由于调整管 V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。 由于这两方面原因， 使 开关电源的体积小，重量轻 , 该装置的设计采用 USB 接口供电，并设置 5V为供电电压 [8]。 本设计中电源模块的工作原理是 将 220V交流电整成 300V左右直流电 （ 220*），前级 LC 对电流滤波 ，得到相对稳定的高电压直流电，通过稳压管、电容、电阻和三极管组成的 自激振荡 产生 PWM 驱动信号 ,由对 PWM 波的占空比的调节可达到对直流电压的调节得原理，通过高频变压器隔离 输出，再在后级通过肖特基二极管整流和滤波得到比较稳定的直流电，为负载供电 [9]。 其电路原理如图 6所示。 图 6 供电电路 液晶显示模块 本装置使用 LCD1602 为显示模块， LCD1602 的工作电压为 或 5V，非常稳定，背光的对比度可调 ,包括复位电路 ,提供了各种控制命令。 字符点阵液晶模块 1602 功能引脚加上数据引脚一共有 11 个 [15]。 因此，要占用两个I/O 端口。 液晶模块的功能引脚使用 DC3 插座通过 FC3 排线与 ATmega16 单片机的一个I/O 端口连接，液晶模块的 8 位数据引脚也使用 DC3 插座 通过 FC3 排线与 ATmega16 单片机的另一个 I/O 端口连接 [10]。 具体的引脚定义如图 7所示。 语音型家用电器控制系统设计 8 图 7 LCD1602 的引脚 继电器模块 电枢线圈是通常的电磁继电器的核心，而接触弹簧的其它部件。 与流过恒定电流，以产生电磁效应的线圈的电压的线圈的两端，衔铁复位弹簧将克服张力的电磁吸引力吸引到芯，从而带动衔铁点的可动接点和静触点（常开触点）吸合 [13]。 当线圈通电时，电磁吸力也随之消失，根据反应的原理，衔铁会与原来的静触点（常闭触点）的可动接触，返回到弹簧原来的位置，并且不断地拉和释放，即时导通和断 开电路。 按照继电器线圈不通电时的断开状态静触点，就可以区分继电器的“常开，常闭”触点，若断开为“常开触点”，否则是“常闭触点” [11]。 继电器是一种自动开关元件，具有隔离功能，将电磁继电器与三极管搭配使用可以通过低电压控制高电压。 十分的方便，具体电路图如图 8所示。 图 8 继电器电路 淮南师范学院 20xx 届本科毕业论文 9 由于继电器的自动开关元件隔离，具有控制功能，目前于在遥感，通信，远程控制，自动控制，机电一体化等多领域已经得到了广泛应用。 继电器一般情况下不仅 有反映了电流、电压、功率、阻抗、频率、温度感应系统继电器的输入变量一般 (输 入 )；还有能实现控制电路的执行机构（输出部分）； 继电器 是根据输入信号和实现不同的控制，传送电器系统的信号。 继电器的作用： (1) 扩大控制范围。 例如，当继电器控制信号会在某一时刻达到一定值的时候，能够同时开断、接通、换接多路电路； (2) 具有放大功能。 例如，许多大功率的电路都是靠灵敏型、 中间 型等继电器很小的控制量，来改变其功率大小 [14]； (3) 信号 综合。 例如 ,多绕组继电器 有多个 输入控制信号之后 ，会 更综合 ,达到预期的控制效果 ； (4) 自动，远程控制和监测 ,例如，继电器等电气设备时，程序控制电路可组成，以便实现自动操作。 调试方法 采用 USB 转 TTL， 或者串口转 MAX232 等的 TTL 电平连接到测试底板的串口处，注意 TXD 和 RXD 之间的交叉连接，打开串口调试工具（如串口调试助手 ），选择正确 COM 口和波特率（ 9600bps） 然后选择字符显示方式 ,打开 串口。 接着给测试版上电一次， 串口调试软件将会打印输出一段文本，即待识别的命令。 接下来我们就可以发命令了，这是口令模式，我们要先说出一级口令“小杰”后等待板上灯点亮说明已经应答了，那么就可以再说其他的命令如“开灯”、“关灯”等的二级口令，识别成功后将在软件的接收框显示相关命令已经识别成功 [12]。 本章总结 本章节根据 具体 设计要求提出整体设计方案，将系统模块化分析处理， 化繁为简，简单地介绍了 系统各个模块的设计方案。 为语音控制系统的设计提供清晰的设计思路。 3 系统流程图及实物演示 系统程序流程图 （ 1）系统程序流程图如图 9所示。 语音型家用电器控制系统设计 10 图 9 系统程序流程图 （ 2）流程说明 我们首先给装置通电，通电之后该装置的电源指示灯就会亮。 LCD1602 液晶显示屏能够反映该装置接通电源后对应输出的工作状态，当我们语音输入一级指令时，蓝色的一级指令指示灯会亮，此时可通过相应的语音信号进行控制 [13]。 这三个按键能够手动控制装置的输出动作，和语音可完成相同操作。 装置上还有代替家电装置的三个指示灯， 黄灯代表水壶，绿灯代表电风扇，红灯代表家用电灯。 这三个指示灯对应于继电器的三个端口的输出，例如，当我们输入一级。