基于单片机的无线语音遥控智能车设计与实现.doc资源-CSDN文库

版权申诉

无线语音

遥控智能车

127 浏览量 2023-06-20 09:54:44 上传评论收藏 1.69MB DOC 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

无线语音遥控智能车

[摘要] 20 世纪中后叶，随着大规模晶体管集成电路制造工艺的飞速发展，使计

算机渗透进城市的血液，成为人类社会生活中密不可分的一部分。越来越多种类

的计算机投入社会生产，如果在人们的社会生活中所接触到的计算机均使用不同

的、自身特有的人机接口，就要求计算机使用者掌握多种计算机操作语言，这无

疑成为人们使用计算机的一大障碍。因此人与计算机的沟通成为了摆在人类面前

崭新的课题。在音频压缩处理技术以及无线远程控制技术高速发展的局面下，人

们开始考虑使用人类语言作为新的方式和计算机进行无线远程对话。优化人机接

口，使计算机智能化，并且能听懂远处传来的人类语言，以人类的方式思考，彻

底摆脱复杂的计算机语言和繁琐的输入方式是今后发展的一大方向。台湾凌阳科

技推出的 16 位 MCU-DSP 混合处理器 SPCE061A 可以实现上述的语音识别、数据编

码等功能，若在其上外扩一 nRF2041 双工无线模块组成语音遥控器。用一小车模

型作为接收机，处理器采用 ATMEL 公司的高档 8 位微处理器 ATMEGA16L，接收依然

使用 nRF2401 无线模组，便可以使小车接收人类语言的远程控制。在控制者发出

向前、向后、向左、向右等语言命令后，遥控器上的凌阳 SPCE061A 处理器可以自

动实现语音辨识，并且与事先训练的语音模型相比较，从而通过 nRF2401 输出不

同的控制命令，模型小车接收到不同的指令后，做出不同的响应动作，这样便可

以制作出一个基于无线语音控制的智能小车。今后，根据语音控制机器人的设计

理念，可将其移植到诸如汽车，小家电等具有实际意义的产品中去。在人类与计

算机的关系日益密切的今天，更为便捷、更为人性化、更为智能化的人机对话方

式无疑是今后科技发展的新趋势。

[ 关键词 ] 无线语音遥控小车；凌阳 SPCE061A 处理器；语音辨识；

ATMEGA16L；nRF2401 无线模组

Wireless voice remote control car

[ABSTRACT] After the middle of the 20th century leaves, as a large-scale

transistor integrated circuit manufacturing process of rapid development,

computers infiltrate into the cities of blood, human social life are inseparable part.

Computer is gradually replacing humans, engage in complex, repetitive

calculations or labor. More and more types of computers into the community

production, The computer of more and more kinds puts into social production, if

computer touched use different, one's own characterized man-machine interface

in people's social life, require the computer user to grasp many kinds of

computer operation language, This undoubtedly becomes a great obstacle that

people use the computer. So people and communication of the computer have

become the brand-new subject in front of the mankind .Under the circumstances

that the audio frequency compresses the situation of high-speed development of

treatment technology, people consider using human language as the new

interactive way. Optimize the man-machine interface, Make the computer

intelligent and understand the human language, thinks in a human way, it is a

general orientation that will developed to get rid of the complicated computer

language and the tedious input way is a general orientation that will developed in

the future.SPCE061A produce by Lingyang science and technology co.,Taiwan.

It can proform the function that described above, enable its control one model

car, to make the car can accept human control of language. Sends out forward,

backward, towards left, towards right and so on the language orders after the

master, the car embarks insults the positive SPCE061A processor to be possible

to process may realize the pronunciation identification automatically, and with

the pronunciation model which trains beforehand compares, output comparison

result control car direct current machine running status.From now on, according

to the voice control robot design idea, might transplant it to such as the

automobile, the small household electrical appliances and so on has in the

practical significance product.In human and computer relational close today,

more convenient, a more user friendly, more intellectualized man-machine

conversation way without doubt will day by day be the next technical

development new tendency

Key Words： SPCE061A processor Intelligent voice control car

0 前言.....................................................2

2 无线语音遥控智能车设计概述 ...............................4

2.1 设计目的 ............................................................................................................4

2.2 设计实现总体功能 ............................................................................................4

3 系统总体方案 .............................................5

3.1 方案论证 ............................................................................................................5

3.1.1 方案一 .....................................................................................................5

3.1.2 方案二 .....................................................................................................5

3.1.3 方案三 .....................................................................................................5

3.2 方案分析 .............................................................................................................7

4 芯片的介绍 ...................................................................................................................7

3.2.1 主控芯片及其各部分性能 .....................................................................8

3.2.2 SPCE061A 用于语音遥控智能小车中的功能 ......................................10

3.3 无线语音遥控智能车电机驱动控制方案 ......................................................15

5 系统设计方案 ............................................15

4.1 系统整体设计方案 ............................................................................................15

4.2 主控板设计方案 ...............................................................................................15

4.3 控制板设计方案 ...............................................................................................18

4.4 中断方案 ...........................................................................................................19

6.声音控制智能小车软件设计 ................................20

6.1 语音控制实现流程 ...........................................................................................21

6.2 语音识别主程序流程 .......................................................................................23

6.3 语音识别子程序设计 ......................................................................................24

6.3.1 训练子程序： ........................................................................................25

6.3.2 识别子程序 ...........................................................................................25

6.3.3 动作子程序 ...........................................................................................25

6.3.4 中断子程序 ...........................................................................................25

6.4 程序开发环境与代码录入 ..............................................................................25

6.4.1 凌阳 SPCE061A 单片机指令系统与开发环境 .....................................26

6.4.2 语音提示的录入 ...................................................................................26

6.5 部分程序代码解释 ..........................................................................................27

7 结论....................................................27

参考文献 ..................................................29

致谢 ..................................................30

刘子龙：电子科学与技术专业毕业设计论文

0 引言

随着现代科学技术的飞速发展，数字化时代的来临，计算机和网络已经将触角伸入

社会各行各业，渗入了城市的血液中，并且在一定程度上取代了人类繁琐的机械的劳动。

世界也正面临一场大规模的新的工业革命，又称为信息革命。数字化、智能化，已经成

为这场革命的主旋律。让计算机像人类一样动作一样思考，并拥有人的记忆和人的逻辑，

使人类从繁琐的键盘操作和按键输入中解脱出来是电脑智能化面对的重要课题。

在现代传感器技术、音频视频压缩解码技术的跨越式发展，使计算机实现了高度的

集成化，功能也逐渐出现全能化、专门化以及智能化的分化发展方向。计算机的微处理

器的功能也不仅仅局限于计算和处理数据，同时也将存储和硬件解码等外围电路也集成

到其中。也正是因为如此，运用单独的处理器就可以实现智能化人机对话接口，让计算

机像人类一样思考，通过人类的动作和语言向计算机输入指令，使计算机的操作方式发

生根本性的变革，真正拉近人与计算机间的距离。

现代计算机的性能已经相当强大，运算能力已经不可限量，而且还在飞速发展。在

日常生活的诸多领域，电脑已经取代人类，从事大量繁琐的、重复性的劳动。但是在这

些领域中，大型的计算机不能充分发挥自身性能，而且在成本方面也毫无经济性可言。

所以，针对不同领域不同功能的专门性计算机应运而生，其运算处理能力并不一定非常

强大，而是对于特别的应用场合在其中整合特殊的功能，使其在特定的场合发挥最大的

作用。嵌入式计算机应运而生，嵌人式计算机作为计算机的一个重要分支，得到了越来

越广泛的应用。随着信息技术发展所带来应用需求的增多，嵌人式计算机的应用范围和

需求越来越广，性能不断改进，新的架构不断出现，各种单片机和数字信号处理器相继

面世。嵌人式操作系统与 PC 操作系统相比，嵌人式操作系统不要求全能，但必须能够

依据系统设计规格，高效率地发挥硬件的运算能力，使产品达到效率价格比的优化。

本次设计是在运用成品嵌入式计算机的基础上，实现用人类的语言无线遥控单片机

的运作。为了更明确的显示声音对单片机的遥控作用，使单片机控制一远处可自由运动

的小车，通过小车行走方式的不同表现，体现声控单片机的运行情况。

对于无线语音遥控智能小车的设计，关键在于语音识别和无线通信方式的选取。语

音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码

和解码，语音的识别等各种处理技术。以往做这方面的设计，一般有两个途径：一种方

案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。普通的单片机往往不能

刘子龙：电子科学与技术专业毕业设计论文

实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。专门的语音处理芯

片也比较多，像 ISD 系列、PM50 系列等，但是专门的语音处理芯片功能比较单一，想在

语音之外的其他方面应用基本是不可能的。而无线通信技术现在多采用无线数字通信模

块，其通信协议可以自己设定，通信频率可以在一定范围内可以改变，使传输数据的可

靠性、安全性都大大提高。

基于上述要求本次设计拟采用三种设计方案。在芯片方面，ATMEGA16L 微处理器和

凌阳 SPCE061A 微处理器以及二者的组合应用是三种备选方案。两种微控制器都具有丰

富的片上系统资源，可以通过外加辅助电路的方式实现语音辨识功能，从而满足对控制

指令的语音采集、压缩、存储、解压和辨识等一系列功能的要求。在指令系统方面，两

者都支持 C 语言，省去了繁琐重复的堆栈操作，方便了程序员的编写，和读取。

在确定设计使用单片机后，还应对单片机加装部分外围电路才能使用，其中包括：

电源电路、音频电路、I/O 电路等。使其保证单片机各项功能的实现。此外还有部分必

须的功能电路，如：复位按键，状态指示灯等等。

在小车车体方面，采用后轮同轴差速驱动，前轮舵机转向的模型车。动力来自驱动

后轮的直流电机，驱动器采用意法半导体生产的 L298N 直流电机驱动器。由一个舵机摆

臂摆动不同的角度实现前轮的转向。整个小车的电源由一个 7.2V 镍氢电池组提供。

语音指令的识别过程是利用单片机的特定人语音识别功能来实现的。首先对小车进

行训练，将语音命令转换为数字信号存储在单片机 FLASH 存储器中。在需要控制小车的

时候，单片机通过采集声音信号，并量化处理为数字信号后，与存储器中预先存储的控

制命令进行辨识，结果以字节数据方式从无线模组发出，小车接收到控制指令后，控制

驱动芯片和舵机，使小车完成响应动作。这些操作都是由预先编写并烧录在单片机中的

C 语言程序控制的。

在整个设计中，两个难点在于单片机外围电路的设计和控制程序的编写。如果能很

好的解决这两个方面的问题，语音控制小车的制作应该会比较顺利。

剩余31页未读，继续阅读

评论收藏

内容反馈

版权申诉

悠闲饭团

粉丝: 128
资源: 3126

基于单片机的无线语音遥控智能车设计与实现.doc

基于单片机的无线语音遥控智能车设计.doc

基于单片机的红外遥控智能小车设计样本.doc

基于单片机的红外遥控智能小车毕业设计_报告.doc

基于单片机智能遥控小车的设计.doc

基于单片机的红外遥控智能小车毕设毕业论文报告.doc

基于单片机智能遥控小车设计.doc

大学毕业论文---基于单片机的红外遥控智能小车报告.doc

基于单片机的毕业设计合集.doc

基于单片机的红外遥控智能小车设计.doc

基于STM32F103ZET6单片机的蓝牙遥控智能小车设计论文.doc

无线语音遥控智能车完整设计报告（含电路原理图和程序）.doc

STM32项目设计：基于stm32f1的智能门锁（附项目视频全套教程）

STM32单片机实现FFT

STM32离线包全部系列Keil MDK pack包

Keil5固件支持包(stm32f1xx/gd32f30x/nxplpc54114/stm32mp1xx)

Arm Compiler 5.06编译器

win10 win11 CH340 USB串口驱动

VisualGDB 5.6 R9//支持VS2008-VS2022

STM32CUBEIDE最新代码自动补全插件（最新版1.13.1已测试）

基于51单片机的电子密码锁-程序+仿真

小米电机Cybergear STM32F103C6T6控制例程

一包下载Keil5(MDK)带工具与教程

K210固件烧入程序kflash

辉芒微 FMD-IDE v3.1.0

最新资源