解讀SPCE061A智能小車語音識別系統(tǒng)電路

　近幾年來，智能化和自動化技術(shù)在玩具制造領(lǐng)域中越來越被關(guān)注。本文介紹一種智能化小車控制系統(tǒng)的設(shè)計——語音控制小車。語音控制小車是基于SPCE061A的代表性興趣產(chǎn)品，它配合61板推出，綜合應(yīng)用了SPCE061A的眾多資源，小車采用語音識別技術(shù)，可通過語音命令對其行駛狀態(tài)進行控制。

　　語音識別技術(shù)是近年來十分活躍的研究領(lǐng)域。語音識別系統(tǒng)的實用化研究是語音識別研究的一個主要方向。以玩具市場為例，具有高科技含量的電子玩具、智能玩具發(fā)展迅猛，電子互動式、智能化玩具已經(jīng)成為玩具行業(yè)發(fā)展的主流。我國是玩具生產(chǎn)和出口大國，但在高科技玩具的發(fā)展方面和國外的差距很大，因此，及時投入精力廣泛開展這方面的研究，無論對技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，還是社會經(jīng)濟發(fā)展，都有巨大的現(xiàn)實意義。與機器進行語音交流，讓機器明白你說什么，這是人們長期以來夢寐以求的事情。語音識別技術(shù)就是讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的高技術(shù)。近二十年來，語音識別技術(shù)取得顯著進步，開始從實驗室走向市場。語音識別功能大大增加了玩具使用的樂趣，并使玩具體現(xiàn)出一定的智能性，因此成為大部分電子玩具、智能玩具設(shè)計中使用的關(guān)鍵技術(shù)。

　　本文利用凌陽單片機設(shè)計一個具有語音識別功能的智能遙控小車。該設(shè)計將遙控車由傳統(tǒng)的手動遙控改成了語音識別遙控，集成了先進的語音識別技術(shù)，加上小車的機動靈活的特點，使控制者可以通過語音控制小車實現(xiàn)預(yù)設(shè)動作，從而釋放控制者的雙手，而且小車和控制者之間還具有一定的交互功能。所以此次研究具有較強的實用性和發(fā)展前景。

　　繼電器驅(qū)動電路的設(shè)計

　　由于單片機I/O口提供的電流太小，不能直接驅(qū)動繼電器工作。在這里采用8050NPN管來提供一個開關(guān)電壓，實現(xiàn)I/O口對繼電器的驅(qū)動；用IN4007去掉繼電器斷開時線圈產(chǎn)生的反向電流，保護8050NPN管不被損壞。繼電器驅(qū)動電路如圖所示。

　　行駛狀態(tài)控制電路設(shè)計

　　如圖所示為行使?fàn)顟B(tài)控制電路，整個小車的行駛狀態(tài)由兩個電機MOTOR A和MOTOR B來控制；MOTOR A控制小車的左邊兩個輪子，MOTOR B控制小車右邊兩個輪子。具體控制如所示。

麥克錄音輸入及AGC電路#e#

　　麥克錄音輸入及AGC電路

　　麥克風(fēng)電路如圖所示。凌陽的SPCE061A是16位單片機，具有DSP功能，有很強的信息處理能力，最高時鐘可達(dá)到49M，具備運算速度高的優(yōu)勢等等，這為語音的播放、錄放、合成及辨識提供了條件。本系統(tǒng)接入MIC電路如下圖所示，MIC為錄制語音辨識命令服務(wù)。麥克錄音輸入及AGC電路。

　　語音播報電路

　　音頻部分的原理圖如下所示，在下圖中可以看到兩個跳線，其作用在于可以測量DAC的輸出波形；另外拔掉跳線，可以斷開DAC到喇 叭放大的通路，使得DAC通道處于開路狀態(tài)。這樣便于用DAC做其他用途，用戶可以用過這個跳線來加入自己的外圍電路。

　　本設(shè)計綜合應(yīng)用了SPCE061A豐富的硬件資源，成功的實現(xiàn)了語音控制功能。下面簡單的介紹一下實際應(yīng)用中的一些資源優(yōu)勢：在硬件方面，較高的執(zhí)行速度、內(nèi)置的硬件乘法器、ADC和DAC功能、內(nèi)置的AGC自動增益環(huán)節(jié)，這些為語音處理提供了強大基礎(chǔ)。在軟件方面，標(biāo)準(zhǔn)的C語言編程，豐富的語音資源函數(shù)為編程提供了很大的方便。 該設(shè)計方案結(jié)構(gòu)簡單，以單芯片實現(xiàn)了語音播放與識別以及電機控制功能，相當(dāng)于“語音識別芯片+普通單片機”的功能。但是比“語音識別芯片+普通單片機”方案實現(xiàn)起來要簡單很多，而且成本也會降低很多。