基于语音控制的小车

基于语音控制的小车内容摘要：

应用范围一般、价格略高，但能很好的实现语音 控制；方案三能实现语音控制，但对继电器要求较高，不是大众化设计。 采用方案二，能实现控制且可以使整个设计具备系统简洁，结构清晰，外围设备少等优点，故采用方案二。 李华 基于语音控制的小车 6 3 SPCE061A 简介 概述 SPCE061A 是凌阳科技研发生产的性价比很 高的一款十六位单片机，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 精度的 DAC，只需要外接功放（ SPY0030A）即可完成语音的播放。 另外 ， 凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。 在此环境中，支持标准 C 语言，可以实现 C 语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件： SPCE061A 片内还集成了一个 ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而 ICE 接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境， 用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口进行下载。 SPCE061A 是一款拥有 2K RAM、 32K Flash、 32 个 I/O 口，并集成了 A/D、 D/A 功能的 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 是继 amp。 micro。 ‟nSP™系列产品 SPCE500A 等之后凌阳科技推出的又一款 16位结构的微控制器。 与 SPCE500A 不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能， SPCE061A 里只内嵌 32K 字的闪存（ FLASH）。 较高的处理速度使 amp。 micro。 ‟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 amp。 micro。 ‟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。 SPCE061A 特性 ■ 16位 μ‟nSP微处理器； ■ 工作电压：内核工作电压 VDD为 ~(CPU)， I/O口工作电压 VDDH为VDD~(I/O)； ■ CPU时钟： ~； ■ 内置 2K字 SRAM； ■ 内置 32K闪存 ROM； 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 7 ■ 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 ； ■ 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 ( /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 能 和低电压监测 (LVD)功能 ； ■ 内置在线仿真板 (ICE， InCircuit Emulator)接口； ■ 具有保密能力； ■ 具有 Watchdog功能（由具体型号决定）。 SPCE061A 的 结构 SPCE061A的结构如图 31所示。 图 31包括单片机的各个部分， 16位微控制器 +ICE、Flash、 RAM、锁相环振荡器、 CPU时钟实时时钟、低电压监测 /低电压 复位、双 16位定时器 /计数器、时基、中断控制、 7通道 10位 DAC、单信道 ADC+AGC、双信道 10位 DAC串行输入输出接口、 32管脚通道输入输出端口。 其中 32管脚通道输入输出端口包括 A口（ IOA0~IOA15）和 B口 (IOB0~IOB15)，当端口处于不同状态时，作用也不相同，共 32口可 以满足我们不同的需求，两个端口的每一位都可以通过编程单独定义成输 入或输出端口。 A口的 IOA0~IOA7具有特殊的功能，当它用作输入口时具有唤醒功能。 u‟nSP™的内核由总线、算术逻辑运算单元、寄存器组（通用型寄存器 R1~R堆栈指针寄存器 SP、基址指针寄存器 BP、段寄存器 SR、程序计数器 PC）、中断系统及堆栈等部分组成。 李华 基于语音控制的小车 8 1 6 位 微 控 制器 μ ‟n S P ™+I C EF L A S HR A M锁 相 环振 荡 器C P U 时 钟实 时 时 钟低 电 压 监 测 /低 电 压 复 位双 1 6 位 定 时 器/ 计 数 器 时 基中 断 控 制7 通 道 1 0 位 A D C单 通 道A D C + A G C双 通 道 1 0 位 D A C串 行 输 入输 出 接 口3 2 管 脚 通 用 输 入 输 出 端 口I C E _ E NI C E _ S C KI C E _ S D AV C PX I / RX OI O A 1 5 0 I O B 1 5 0I O B 0 ( S C K )I O B 1 ( S D A )M I C _ I NA U D 1A U D 2 图 31 SPCE061A结构图 Figure 31 SPCE061A structure I O B 41I O B 32I O B 23I O B 14I O B 05X R E S B6V D D7V C P8V S S9NC10NC11O S C 3 2 O12O S C 3 2 I13X T E S T14V D D15X I C E16X I C E C L K17X I C E S D A18V S S19P V IN20D A C 121DAC222VREF223VSS24AGC25OPI26MICOUT27MICN28PFUSE29NC30NC31NC32MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38NC39NC40IOA041IOA142I O A 243I O A 344I O A 445I O A 546I O A 647I O A 748V S S49V S S50V D D H51V D D H52I O A 853I O A 954I O A 1 055I O A 1 156I O A 1 257I O A 1 358I O A 1 459I O A 1 560X R O M T61V S S62X S L E E P63IOB1564IOB1465IOB1366IOB1267IOB1168PVPP69NC70NC71NC72NC73NC74VDDH75IOB1076IOB977IOB878IOB779IOB680IOB581NC82NC83NC84S P C E 0 6 1 A 图 32 SPCE061A PLCC84 封装排列图 Figure 32 SPCE061A PLCC84 package Pareto 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 9 芯片的引脚排列和说明 SPCE061A 芯片 有两种封装 ：一种为 80 个引脚， LQFP80 封装 ；另一 种为 84 个引脚，PLCC84 封装形式，它的排列如图 32 所示。 在 PLCC84 封装中，有 15 个空余脚，用户使用时这 15 个空余脚悬浮。 在 LQFP80 封装中有 9 个空余脚，用户使用时这 9 个空余脚接地。 SPCE061A 系统特性参数 SPCE061A 系统的特性参数如表 所示。 表 系统特性参数表 Table system characteristic parameter table 特性参数 说明 工作电压 （ CPU） VDD 为 ，（ I/O） VDDH 为 CPU 工作频率 数据存储器（ SRAM） 2k Word SRAM 程序存储器（ ROM） 32k Word FLASH Rom I/O端口 2 组 16 位可编程输入 /输出端口（ IOA150， IOB150） 中断 14 个中断源， FIQ 和 IRQ 两个中断优先级， TimerA/B 时基信号发生器，外部中断 唤醒源 IOA70，其他中断源 定时器 /计数器 两组 16位可编程定时器 /计数器，双通道 PWM输出 模 /数转换器 7 通道 10 位电压模 /数转换器（ ADC） 和单通道 10 位声音模 /数转换器（ ADC） 数 /模转换器 2 个 10 位 DAC 输出通道 UART 1 个全双工通用异步串行接口 SIO 1 个同步串行设备接口 节电功能 具备弱振方式和睡眠方式 WatchDog功能 具备清除时间周期为 的看门狗 其它功能 低电压复位、低电压监测、保密功能、上电复位、 触键唤醒、中断控制、内置 ICE 接口等 应用领域 李华 基于语音控制的小车 10 ◇ 家用电器控制器：冰箱、空调、洗衣机等白色家电 ； ◇ 仪器仪表：数字仪表（有语音提示功能） ； ◇ 电表、水表、煤气表、暖气表 ； ◇ 工业控制 ； ◇ 智能家居控 制器 ； ◇ 通讯产品：多功能录音电话、自动总机、语音信箱、数字录音系统产品 ； ◇ 医疗设备、保健器械（电子血压计、红外体温监测仪等） ； ◇ 体育健身产品（跑步机等） ； ◇ 电子书籍（儿童电子故事书类）、电教设备等 ； ◇ 语音识别类产品（语音识别遥控器、智能语音交互式玩具等）。 精简开发板 —— 61 板 61板是 SPCE061A EMU BOARD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。 SPCE061A精简开发板 —61板配有在线调试功能， 结合集成开发环境不需外界任何仿真、调试器即可以完成在线编程、仿真、调试功能。 另外 SPCE061A精简开发板 —61板配有在线调试器、麦克风等。 不需外接任何器件即可以完成语音录放等功能。 61板的硬件结构如图 33所示， 实物图如图 34所示。 61板框图各部分说明 ： ▲ POWER： 5Vamp。 ； ▲  ： Power— 电源指示灯 ， Sleep— 睡眠指示灯； ▲ K4：复位按键； ▲ S5： EZ_PROBE和 PROBE切换的 3PIN单排针； ▲ EZ_PROBE：下载线的 5pin接口； ▲ MIC：麦克风输入电路； ▲ VPT： A/D转换外部参考电压输入接口； ▲ K1~K3：扩展的按键，接 IOA0~IOA2； ▲ SPCE061A： 61板核心： 16位微处理器； ▲ PLL：锁相环外部电路； 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 11 图 33 61板框图 Figure 33 61 board diagram 图 34 61 板实物图 Figure 34 61 board real figure ▲ RESET：复位电路； ▲ PROBE：在线调试器串行 5pin接口； ▲ J3： 2pin喇叭插针； ▲ DAC：一路音频输出电路； 李华 基于语音控制的小车 12 ▲ OSC： 32768Hz晶振电路； ▲ R/C：其它外围电阻电容； ▲ PORTA/B： 32个 I/O口。 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 13 4 系统硬件设计 语音控制 小车 的。