基于stc單片機(jī)的智能語(yǔ)音控制小車

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1、基于STC單片機(jī)的智能語(yǔ)音控制小車一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，汽車技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越智能化。本次接口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是基于簡(jiǎn)單智能化的基礎(chǔ)上，采用LD3320語(yǔ)音單元和STC單片機(jī)和L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)，開發(fā)出基于語(yǔ)音無(wú)線控制與智能避障的小車，實(shí)現(xiàn)非特定人聲語(yǔ)音控制小車，以及小車超聲波自動(dòng)避障行駛的功能，同時(shí)液晶顯示出超聲波前方障礙物的距離。2．掌握用AltiumDesigner10軟件繪制原理圖和PCB電路，以及電路板的制作過(guò)程（包括轉(zhuǎn)印、腐蝕，焊接，下載與調(diào)試），熟練KeiluVision4環(huán)境以及單片機(jī)C代碼的編寫、調(diào)試和hex文件的生成并下載到單片機(jī)芯片內(nèi)，掌握軟硬聯(lián)調(diào)技巧與方法

2、。3．掌握基于LD3320的語(yǔ)音單元的編程、語(yǔ)音處理及與單片機(jī)間的通信。二、系統(tǒng)總體方案本次設(shè)計(jì)的小車采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片，通過(guò)LD3320語(yǔ)音單元接單片機(jī)控制小車行駛狀態(tài)（包括前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)及停車）；小車行駛過(guò)程中遇到障礙物，如果沒有接收到語(yǔ)音信號(hào)而超聲波檢測(cè)模塊檢測(cè)周圍障礙物小于安全距離40cm，小車自動(dòng)轉(zhuǎn)向，距離通過(guò)LCD1602液晶顯示出來(lái)；采用L298作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)小車行駛。系統(tǒng)總體框圖如圖2.1：圖2.1系統(tǒng)總體框圖24三、硬件設(shè)計(jì)3.1主控系統(tǒng)本次設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為控制芯片，STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能C

3、MOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。單片機(jī)系統(tǒng)電路圖2：圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖復(fù)位電路：手動(dòng)復(fù)位，按下復(fù)位按鈕，復(fù)位腳得到VCC的高電平，單片機(jī)復(fù)位，按鈕松開后，單片機(jī)開始工作。如圖3.2（1）：時(shí)鐘電路：在52單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)高增益的反相放大器，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘方式。如圖3.2（2）：（1）復(fù)位電路：（2）時(shí)鐘電路：圖3.2（1）復(fù)位電路（2）時(shí)鐘電路243.2超聲波模塊超聲波模塊（HC-SR04）是小車測(cè)距和避障的重要模塊。該模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距

4、離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)高到3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路?；竟ぷ髟恚?1)采用IO口TRIG觸發(fā)測(cè)距，給至少10us的高電平信號(hào)；(2)模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；(3)有信號(hào)返回，通過(guò)IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S))/2；超聲波時(shí)序圖3.3：圖3.3超聲波時(shí)序圖由時(shí)序圖表明你只需要提供一個(gè)10uS以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個(gè)40kHz周期電平并檢測(cè)回波。一旦檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)?；仨懶盘?hào)的脈沖寬度與所測(cè)的距離成正比。由此通過(guò)發(fā)射信號(hào)

5、到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。公式：uS/58=厘米或者uS/148=英寸；或是：距離=高電平時(shí)間*聲速（340M/S）/2；建議測(cè)量周期為60ms以上，以防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回響信號(hào)的影響。超聲波電路如圖3.4：24圖3.4超聲波電路3.3LD3320語(yǔ)音識(shí)別單元語(yǔ)音識(shí)別作為信息技術(shù)中一種人機(jī)接口的關(guān)鍵技術(shù)，具有重要的研究意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用范圍極為廣泛，不僅涉及到日常生活的方方面面，在軍事領(lǐng)域也發(fā)揮著極其重要的作用。它是信息社會(huì)朝著智能化和自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，使人們對(duì)信息的處理和獲取更加便捷，從而提高人們的工作效率。語(yǔ)音識(shí)別是將人類的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為文字或者指令的

6、過(guò)程。語(yǔ)音識(shí)別以語(yǔ)音為研究對(duì)象，它是語(yǔ)音信號(hào)處理的一個(gè)重要研究方向，是模式識(shí)別的一個(gè)分支。根據(jù)在不同限制條件下的研究任務(wù)，產(chǎn)生了不同的研究領(lǐng)域。這些領(lǐng)域包括：根據(jù)對(duì)說(shuō)話人說(shuō)話方式的要求，可分為孤立字(詞)、連接詞和連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)；根據(jù)對(duì)說(shuō)話人的依賴程度，可分為特定人和非特定人語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)；根據(jù)詞匯量的大小，可分為小詞匯量、中等詞匯量、大詞匯量以及無(wú)限詞匯量語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。從語(yǔ)音識(shí)別模型的角度講，主流的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)理論是建立在統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別基礎(chǔ)之上的。語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)本質(zhì)上是一種多維模式識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)于不同的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，人們所采用的具體識(shí)別方法及技術(shù)不同，但其基本原理都是相同的，即將采集到的語(yǔ)音信號(hào)送

7、到特征提取模塊處理，將所得到的語(yǔ)音特征參數(shù)送入模型庫(kù)模塊，由聲音模式匹配模塊根據(jù)模型庫(kù)對(duì)該段語(yǔ)音進(jìn)行識(shí)別，最后得出識(shí)別結(jié)果。語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)基本原理框圖如圖3.5所示，其中：預(yù)處理模塊濾除原始語(yǔ)音信號(hào)中的次要信息及背景噪音等，包括抗混疊濾波、預(yù)加重、模／數(shù)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)增益控制等處理過(guò)程，將語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化；特征提取模塊對(duì)語(yǔ)音的聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行24分析后提取出語(yǔ)音特征參數(shù)，形成特征矢量序列。圖3.5語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)