基于SPCE061A單片機(jī)的

1、基于SPCE061A單片機(jī)的摘要：利用凌陽(yáng)16位單片機(jī)的特性,根據(jù)語(yǔ)音識(shí)別的根本原理,設(shè)計(jì)了一種語(yǔ)音控制機(jī)器人,利用語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言進(jìn)展系統(tǒng)軟件編程，最終完成了可以通過(guò)對(duì)語(yǔ)音的識(shí)別，自動(dòng)完成向前走、倒退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、跳舞、向左瞄準(zhǔn)、向右瞄準(zhǔn)、發(fā)射、連續(xù)發(fā)射等功能的智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：語(yǔ)音識(shí)別語(yǔ)音控制單片機(jī)語(yǔ)音是人類交流的最自然、最方便的手段,因此也必然成為人與計(jì)算機(jī)之間交流最自然、最方便的手段之一。隨著語(yǔ)音技術(shù)的開(kāi)展和成熟，利用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)進(jìn)展對(duì)各種設(shè)備的控制已成為當(dāng)今識(shí)別技術(shù)的研究的前沿課題和開(kāi)展方向之一。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)近幾年來(lái)的飛速開(kāi)展，無(wú)論是語(yǔ)音識(shí)別的識(shí)別效果、識(shí)別方式的多樣化、抗噪聲

2、性及功能價(jià)格比等方面均有了質(zhì)的變化，已經(jīng)到達(dá)全面應(yīng)用的階段；特別是陸續(xù)推出的低價(jià)位、高識(shí)別性能、具有SD、SI、SV、SA等豐富語(yǔ)音識(shí)別內(nèi)容的語(yǔ)音識(shí)別處理器，掀開(kāi)了語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在電子產(chǎn)品普及應(yīng)用的新場(chǎng)面。能聽(tīng)話、講話、唱歌的機(jī)器人才是真正的智能機(jī)器人,凌陽(yáng)SPE061A單片機(jī)提供的語(yǔ)音識(shí)別軟件模塊是極好的語(yǔ)音識(shí)別控制平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音控制機(jī)器人的目的1。本設(shè)計(jì)就是在這樣的根底上，利用凌陽(yáng)SPE061A單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別的控制系統(tǒng)，采用人聲控制，使操作向簡(jiǎn)單，方便，高效開(kāi)展。一、凌陽(yáng)SPE061A單片機(jī)的主要特點(diǎn)SPE061A是凌陽(yáng)科技公司nSPT(irntrllerAndSignalPres

3、sr)系列產(chǎn)品中的16位微控制器芯片,內(nèi)置32k閃存,其較高的處理速度使芯片可以非常容易、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào),適用于數(shù)字語(yǔ)音識(shí)別等應(yīng)用領(lǐng)域。在2.6V3.6V工作電壓范圍內(nèi),SPE061A的工作速度范圍為0.3249.152Hz,具備8通道10位AD輸入功能,內(nèi)置的具有自動(dòng)增益控制的麥克風(fēng)輸入功能,雙通道10位DA音頻輸出功能及A、B兩個(gè)I/口輸入輸出功能2。語(yǔ)音處理功能:SPE061A的語(yǔ)音處理功能是由凌陽(yáng)公司自行開(kāi)發(fā)的具有音頻編解碼及各種語(yǔ)音壓縮算法實(shí)現(xiàn)的。各種算法相應(yīng)的程序模塊存放在語(yǔ)音算法庫(kù)SA-LIB中,使用時(shí)只需調(diào)用相應(yīng)的模塊就可方便地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音合成、語(yǔ)音播放、錄音、識(shí)別等功能

4、。A/D轉(zhuǎn)換功能:SPE061A內(nèi)部集成了8通道10位的A/D轉(zhuǎn)換器,采用逐次逼近原理實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換,在檢測(cè)連續(xù)變化的模擬量,如溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、聲音、亮度時(shí)非常方便,在語(yǔ)音類儀器儀表、家用電器中得到較好的應(yīng)用。開(kāi)發(fā)調(diào)試方便:SPE061A的開(kāi)發(fā)是通過(guò)在線調(diào)試器PRBE實(shí)現(xiàn)的。它既是一個(gè)編程器(即程序燒寫(xiě)器),又是一個(gè)實(shí)時(shí)在線調(diào)試器,因此在其應(yīng)用工程開(kāi)發(fā)調(diào)試中非常方便。二、語(yǔ)音控制機(jī)器人系統(tǒng)組成1硬件組成圖1系統(tǒng)總體框圖凌陽(yáng)SPE061A單片機(jī)不僅具有體積孝集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展；較強(qiáng)的中斷處理才能；高性能價(jià)格比；低功耗、低電壓等優(yōu)點(diǎn)外，還有很強(qiáng)的模塊化，例如：位操作模塊、自動(dòng)語(yǔ)音

5、錄音以及播放模塊。另外，它還配有專門的編譯環(huán)境IDE，這些都為軟件的設(shè)計(jì)提供了方便。在硬件方面，單片機(jī)有輸入輸出端口，這就方便了單片機(jī)與機(jī)器人、計(jì)算機(jī)的連接。利用凌陽(yáng)SPE061A單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的主控板3，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人中的五個(gè)電機(jī)和機(jī)器人頭部的揚(yáng)聲器。另外增加了特定人語(yǔ)音識(shí)別的功能，通過(guò)命令來(lái)控制機(jī)器人，使機(jī)器人智能化。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。系統(tǒng)將完成的功能為：(1)通過(guò)語(yǔ)音命令對(duì)其進(jìn)展控制(2)跳舞形式(3)走步功能、轉(zhuǎn)向功能、轉(zhuǎn)頭功能(4)發(fā)射飛盤(pán)功能。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.2軟件組成圖2軟件流程圖對(duì)于智能機(jī)器人軟件編程是重要的一環(huán)。在軟件方面,需要利用語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言在IDE編譯環(huán)境

6、下對(duì)單片機(jī)進(jìn)展編程,主要采取主函數(shù)調(diào)用子函數(shù)的形式。在主函數(shù)中，定義在不同的識(shí)別結(jié)果運(yùn)行那一個(gè)子函數(shù)；在子函數(shù)中，對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)展定義。另外，還需要定義頭函數(shù)和語(yǔ)音資源模塊，在頭函數(shù)主要定義系統(tǒng)涉及到的中斷和存儲(chǔ)模塊，在語(yǔ)音資源模塊主要定義系統(tǒng)所涉及的語(yǔ)音資源，方便在程序中調(diào)用。通過(guò)利用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IDE提供的大量庫(kù)函數(shù)以及語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言的軟件編程語(yǔ)句，對(duì)機(jī)器人所涉及的接口、芯片等硬件和如何根據(jù)命令完成各項(xiàng)動(dòng)作進(jìn)展編程。軟件編程的主要形式就是在主函數(shù)中調(diào)用相關(guān)子函數(shù)完成特定人語(yǔ)音的訓(xùn)練，然后在訓(xùn)練成功后進(jìn)展語(yǔ)音識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別的命令進(jìn)展相關(guān)的操作4。在程序的編制過(guò)程中，由于要用到許多函數(shù)，不

7、僅要用到語(yǔ)言的，還需要用到匯編語(yǔ)言的一些指令，所以為了簡(jiǎn)化程序的編制流程，在設(shè)計(jì)時(shí)，定義了許多模塊，便于程序中的調(diào)用。整個(gè)軟件設(shè)計(jì)根本思路是：程序開(kāi)場(chǎng)以后，首先初始化IB端口，在判斷是否第一次下載，假如是第一次下載不需要擦除閃存FLASH，直接進(jìn)入語(yǔ)音識(shí)別階段；否那么，就要首先擦除閃存中的內(nèi)容，進(jìn)入語(yǔ)音訓(xùn)練與存儲(chǔ)階段，完成后置相關(guān)位，再進(jìn)入語(yǔ)音識(shí)別階段。在語(yǔ)音識(shí)別階段，由于命令比擬多，采用了分組方式，每組都是以機(jī)器人的名字為觸發(fā)指令，然后根據(jù)識(shí)別器識(shí)別的結(jié)果，執(zhí)行對(duì)應(yīng)組中的命令。在識(shí)別過(guò)程中，還需要考慮到延時(shí)問(wèn)題，假如出現(xiàn)延時(shí)，就消除觸發(fā)標(biāo)志，重新返回語(yǔ)音識(shí)別初始化階段，這就是整個(gè)程序的流程如圖2所示。三、完畢語(yǔ)本文所述基于凌陽(yáng)SPE061A單片機(jī)的語(yǔ)音控制系統(tǒng),雖然機(jī)器人可以順利完成語(yǔ)音識(shí)別功能，但也有缺陷。由于機(jī)器人采用的是特定人識(shí)別語(yǔ)音方式，理論上只能識(shí)別訓(xùn)練者的命令，但實(shí)際上由于誤差，只要與訓(xùn)練者的音色、音頻相似，機(jī)器人也能識(shí)別其命令。所以，在識(shí)別精度上，還有待進(jìn)步。參考文獻(xiàn)1易克初.語(yǔ)音信號(hào)處理.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,20002羅亞非.凌陽(yáng)16位單片機(jī)應(yīng)用根底.北京：北京航空航天大學(xué)出版社