解讀SPCE061A智能小車語音識(shí)別系統(tǒng)電路

　近幾年來，智能化和自動(dòng)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(jì)——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(shí)別技術(shù)，可通過語音命令對(duì)其行駛狀態(tài)進(jìn)行控制。

　　語音識(shí)別技術(shù)是近年來十分活躍的研究領(lǐng)域。語音識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)用化研究是語音識(shí)別研究的一個(gè)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(dòng)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(shí)投入精力廣泛開展這方面的研究，無論對(duì)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，還是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。與機(jī)器進(jìn)行語音交流，讓機(jī)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(shí)別技術(shù)就是讓機(jī)器通過識(shí)別和理解過程把語音信號(hào)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(shí)別技術(shù)取得顯著進(jìn)步，開始從實(shí)驗(yàn)室走向市場。語音識(shí)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(jì)中使用的關(guān)鍵技術(shù)。

　　本文利用凌陽單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)具有語音識(shí)別功能的智能遙控小車。該設(shè)計(jì)將遙控車由傳統(tǒng)的手動(dòng)遙控改成了語音識(shí)別遙控，集成了先進(jìn)的語音識(shí)別技術(shù)，加上小車的機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，使控制者可以通過語音控制小車實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)動(dòng)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(qiáng)的實(shí)用性和發(fā)展前景。

　　繼電器驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

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

　　行駛狀態(tài)控制電路設(shè)計(jì)

　　如圖所示為行使?fàn)顟B(tài)控制電路，整個(gè)小車的行駛狀態(tài)由兩個(gè)電機(jī)MOTOR A和MOTOR B來控制；MOTOR A控制小車的左邊兩個(gè)輪子，MOTOR B控制小車右邊兩個(gè)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(jī)，具有DSP功能，有很強(qiáng)的信息處理能力，最高時(shí)鐘可達(dá)到49M，具備運(yùn)算速度高的優(yōu)勢等等，這為語音的播放、錄放、合成及辨識(shí)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(shí)命令服務(wù)。麥克錄音輸入及AGC電路。

　　語音播報(bào)電路

　　音頻部分的原理圖如下所示，在下圖中可以看到兩個(gè)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(gè)跳線來加入自己的外圍電路。

　　本設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用了SPCE061A豐富的硬件資源，成功的實(shí)現(xiàn)了語音控制功能。下面簡單的介紹一下實(shí)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(dòng)增益環(huán)節(jié)，這些為語音處理提供了強(qiáng)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(jì)方案結(jié)構(gòu)簡單，以單芯片實(shí)現(xiàn)了語音播放與識(shí)別以及電機(jī)控制功能，相當(dāng)于“語音識(shí)別芯片+普通單片機(jī)”的功能。但是比“語音識(shí)別芯片+普通單片機(jī)”方案實(shí)現(xiàn)起來要簡單很多，而且成本也會(huì)降低很多。