语音控制小车_初学者必看.doc

语音控制小车 ——音控三级调速 康友兵 攀枝花学院电气信息工程学院,攀枝花 617000 文摘 本文主要介绍了凌阳单片机SPCE061A的性能、硬件结构及其各个部分的功能和它的应用领域。针对凌阳公司的语音小车，进行了改进，自行设计了控制电路，详细介绍了小车外围电路各部分的功能。我们根据自己录制的语音命令通过程序来远程控制小车的启动、停止、返回，可进行前行和倒退，速度上通过语音命令进行控制，可三档换速。利用红外直反射发射接收一体管检测道路上的障碍物，控制电动小汽车行驶状态，并通过霍尔器件产生的脉冲信号处理后自动记录往返距离，在整个行程中如果遇到障碍物小车能自动绕开障碍物而继续前行。 关键词 SPCE061A单片机；语音辨识；光电传感器 自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展里程可以看出，单片机技术的发展以微处理器（MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：低功耗CMOS化、微型单片化、主流与多品种共存。 单片机的种类繁多，目前常用的系列有：MOTOROLA单片机、Microchip单片机、Scenix单片机、NEC单片机、东芝单片机、富士通单片机、8051单片机、Epson单片机、Zilog单片机、NS单片机、三星单片机、华邦单片机等。由于单片机的开发手段目前仍以仿真器为主，公司能否提供廉价的仿真器，提供方便的技术服务与培训，较之能否提供高性能、低价位的单片机有着同等重要性。由于单片机对各行各业都有用，这种电子技术的进步导致各行各业的进步，也带动了人类文明的进步。凌阳公司推出的SPCE061A正体现着它的优势：价廉、功能强大。 本设计需要达到的目的是语音控制小车的启动、停止、返回，可进行前行和倒退，三级调速，自动记录行驶往返距离，在整个行程中如果遇到障碍物小车能自动绕开障碍物而继续前行。 1 方案设计与论证 本系统为典型的实时控制系统，易用单片机控制来实现，这里以凌阳SPCE061A单片机为主控元件，提出三种设计方案。 方案一：采用凌阳SPCE061A十六位单片机，对小车的整个行驶过程进行实时监控,由于凌阳SPCE061A单片机提供32个I/O口，即可实现所有功能，这为设计过程提供了极大方便。其主要设计思想是：小车上，安装一个霍尔元件利用单片机的IOB3外部中断判别轮胎转数的结果用以计算路程，采用LED显示出来；安装三个检测障碍物的光电检测器和一个碰撞开关，利用IOB4、IOB5、IOB6用扫描的方式来控制拐弯；利用单片机的IOB8-IOB14控制继电器选择小车的正、反向和加、减速行驶；语音命令采用无线发送接收模块进行语音远程控制，整体框架如图8。 方案二：此方案也采用凌阳SPCE061A十六位单片机，与第一种方案不同之处在于利用单片机的IOB8-IOB11控制小车的速度和IOB12-IOB13控制小车的正反向，小车的速度控制通过按键（KEY1、KEY2、KEY3）进行控制。 方案三：此方案也采用凌阳SPCE061A十六位单片机，与上两种方案不同之处在于利用单片机的IOB8 、IOB9产生控制调速的脉宽和控制小车的正、反行驶，用凌阳SPCE061A十六位单片机的TimeA和TimeB很容易实现脉宽调制。 各自的优缺点： 方案一：凌阳SPCE061A十六位单片机提供了丰富的时基信源和时基中断，给设计者以丰富的选择空间，并给设计者提供精确的时基计数，其加减速通过大功率电阻消耗功率来实现。这种方案可以使程序简单，易于控制。因为语音识别的能力很有限，采用无线发送接收模块可大大增加语音的识别能力。 方案二：由于小车采用的是双驱动，每侧的轮子均为连动的。小车的速度控制通过按键（KEY1、KEY2、KEY3）进行控制。单片机上的（KEY1、KEY2、KEY3）键较小，所以在运动的小车上按键控制速度不能达到理想的效果，但控制相对简单。 方案三：SPCE061A单片机留有PWM控制电路。大大加强了用脉宽调制控制加减速的可选性，但对继电器要求较高。 这里考虑到大众化设计及小车的易控性，采用第一个方案。以下均根据方案一进行设计。 2 SPCEO61A单片机概述 随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理（DSP，Digital Signal Processing）等领