基于凌陽單片機的語音遙控小車

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1、中北大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計說明書1引言1.1研究的背景及意義從這些數(shù)字可以看出，高科技含量的電子玩具已經(jīng)成為玩具行業(yè)發(fā)展的主流，發(fā)展科技型玩具是必然趨勢,不僅世界大玩具公司爭相開發(fā),世界電腦巨頭微軟、英特爾、IBM等,世界電器霸主松下、東芝、索尼也都垂青電子玩具,自己或與玩具廠商合作應(yīng)用半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)于玩具開發(fā)。他們把這叫做“面向明天的玩具”。美國麻省理工學(xué)院就得到迪斯尼等四家大公司資助數(shù)百萬美元的研究開發(fā)經(jīng)費?？萍?、教育與玩具制造業(yè)的結(jié)合,將會是玩具業(yè)在技術(shù)上的又一次革命,將使玩具更可愛、更吸引人[1]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展根據(jù)美國玩具協(xié)會的調(diào)查統(tǒng)計，近年來全球玩

2、具銷量增幅與全球平均GDP增幅大致相當(dāng)。而全球玩具市場的內(nèi)在結(jié)構(gòu)比重卻發(fā)生了重大變化：傳統(tǒng)玩具的市場比重在逐步縮水，高科技含量的電子玩具則蒸蒸日上。美國玩具市場的高科技電子玩具的年銷售額2004年較2003年增長52%，而傳統(tǒng)玩具的年銷售額僅增長3%。英國玩具零售商協(xié)會選出的2001年圣誕最受歡迎的十大玩具中，七款玩具配有電子元件[2]。近幾年，歐洲電子玩具大幅增長[3]。在英國，電子類玩具將成為英國增長最快和市場最大的玩具，2007年英國玩具市場將達到61億歐元；在德國，技術(shù)性玩具，如建筑、車輛和電子訓(xùn)練等玩具比其他歐洲國家更加流行[4]。1.3可行性分析本設(shè)計的核心是凌陽的

3、16位單片機（SPCE061A）。該單片機采用凌陽最新推出的μ’nSP16位微處理器內(nèi)核（以下簡稱μ’nSP）。SPCE061A內(nèi)嵌32K字（Word）閃存（FLASH），2K字（Word）SRAM，有多達十四個的中斷源等豐富的片內(nèi)資源。CPU最高可工作在49MHz的主頻下，較高的處理速度使μ’nSP能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號，這使得SPCE061A具有靈活的語音處理能力。可以播放SACMA2000和SACM第38頁共38頁中北大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計說明書S480等格式的語音資料，而且還可以配置外部存儲器，可以存儲很長的聲音段。其兩個音頻DAC輸出口可以接喇叭，發(fā)

4、聲系統(tǒng)很容易實現(xiàn)。該單片機擁有兩個16位的I/O口，對于系統(tǒng)要求的顯示時間、外接鍵盤、外接存儲器完全可以滿足。擁有14個中斷源，9個中斷向量，2個中斷優(yōu)先級是SPCE061A可以完成大量中斷子程序，方便系統(tǒng)軟件的設(shè)計。以上所述SPCE061A可以滿足該設(shè)計的要求。借助于SPCE061A的語音特色，我們開發(fā)出了這款語音控制小車。[5]小車不僅具有前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)停車等基本功能；同時配合SPCE061A的語音特色，實現(xiàn)語音控制功能。第38頁共38頁中北大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計說明書2語音控制小車設(shè)計要求2.1功能要求語音控制小車是凌陽大學(xué)計劃推出的基于SPCE061A的代表性興

5、趣產(chǎn)品，它配合61板推出，綜合應(yīng)用了SPCE061A的眾多資源，打破了傳統(tǒng)教學(xué)中單片機學(xué)習(xí)枯燥和低效的現(xiàn)狀。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。語音控制小車的主要功能：1．可以通過簡單的I/O操作實現(xiàn)小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)功能；2．配合SPCE061A的語音特色，利用系統(tǒng)的語音播放和語音識別資源，實現(xiàn)語音控制的功能；3．可以在行走過程中聲控改變小車運動狀態(tài)；4．在超出語音控制范圍時能夠自動停車。2.2功能說明1.小車運動控制：通過SPCE061A的I/O端口，驅(qū)動控制板的H橋電路，進而控制前輪電機和后輪電機。2.聲控功能：利用特定人語音識別實現(xiàn)小車的

6、名稱和動作訓(xùn)練，并根據(jù)相應(yīng)的語音指令輸入執(zhí)行前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停車等動作。3.定時控制功能：利用時基定時器設(shè)定運行時間，小車運行同時啟動定時器，時間到小車停止運行。車體：雙電機兩輪驅(qū)動供電：電池（四節(jié)AA：1.2V×4或1.5V×4）注：由于語音信號的不確定性，語音識別的過程會出現(xiàn)一定的誤差和不準確性；由于小車行動比較靈活，速度比較快，在使用時一定要注意保持場地足夠大，且保證不會對周圍的物體造成傷害；第38頁共38頁中北大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計說明書不要讓小車長時間運行在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)（堵轉(zhuǎn)狀態(tài)：由于小車所受阻力過大，造成小車電機加電但并不轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象），這樣會造成很大的堵轉(zhuǎn)電流，

7、有可能會損壞小車的控制電路。可以自行添加各種傳感器，實現(xiàn)避障、循跡、跟蹤等功能。第38頁共38頁中北大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計說明書3芯片特性簡介3.1SPCE061A簡介???隨著單片機功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（DSP，DigitalSignalProcessing）等領(lǐng)域。凌陽的16位單片機就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計的。它的CPU內(nèi)核采用凌陽最新推出的μ’nSP?（MicrocontrollerandSignalProcesso