避障語音控制小車系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　緒論</b></p><p>　　當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)日新月異，時代前進(jìn)的步伐越邁越寬，應(yīng)用自動化設(shè)備,計算機(jī)處理,現(xiàn)代化通訊,數(shù)字化信息,現(xiàn)代化顯示設(shè)備等高新技術(shù)而建立的現(xiàn)代化智能,監(jiān)控等系統(tǒng)已經(jīng)得到充分的發(fā)展與應(yīng)用,智能機(jī)器人也就應(yīng)運而生。同時，在建設(shè)以人為本的和諧社會的過程中，智能服務(wù)機(jī)器人能夠完成多種危險作業(yè)，以保證人身安全。因此，重點研究低成本的自組織網(wǎng)

2、絡(luò)，個性化的智能機(jī)器人成為主要方向。</p><p>　　此外隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。可見其研究意義也很適應(yīng)了當(dāng)今智能機(jī)器人研究方向。本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。本題目是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。設(shè)計的智能電動小車應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示時間、速度，具有語音識

3、別、避障功能，可程控行駛速度。</p><p>　　根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。</p><p>　　這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠、精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設(shè)計采用凌陽

4、系列中的SPCE061A單片機(jī)為控制核心，利用紅外線傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間和速度，語音識別功能。SPCE061A是一款16位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。它是第三代單片機(jī)的代表。</p><p>　　新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點是向外部接口電路擴(kuò)展，以實現(xiàn)Microcomputer完善的控制功能為己任，將一些外部接口

5、功能單元如A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時器)﹑高速I/O口﹑計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計提供了更加靈活的方式。凌陽公司還為這一代單片機(jī)SPCE061A系列單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能語音識別。新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。 </p><p>　　本設(shè)

6、計就采用了比較先進(jìn)的SPCE061A為控制核心，SPCE061A采用CHOMS工藝，功耗很低。該設(shè)計具有實際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。尤其是在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景。所以本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強(qiáng)。</p><p><b>　　硬件電路設(shè)計</b></p><p><b>　　硬件框圖</b></

7、p><p>　　避障語音控制小車系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖2-1所示。主要由61板、電機(jī)驅(qū)動板、車體（含前后輪電機(jī)）和顯示板等部分構(gòu)成。</p><p>　　圖2-1 控制系統(tǒng)構(gòu)成框圖</p><p>　　硬件連接如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 硬件連接圖</p><p><b>　　硬件原理圖</

8、b></p><p>　　硬件電路包括外部電機(jī)驅(qū)動電路如圖2-3所示，外擴(kuò)顯示板如圖2-4和2-5所示。</p><p>　　圖2-3 電機(jī)驅(qū)動電路圖</p><p>　　電機(jī)前后輪驅(qū)動模塊驅(qū)動采用分立元件組成的H橋控電路，內(nèi)部定時器產(chǎn)生的PWM波經(jīng)IOB9輸入H橋電路驅(qū)動電機(jī)前進(jìn)，同時IOB8為低電平；反之，車輛倒車；IOB10輸入H橋高電平，IOB11為

9、低電平時車左轉(zhuǎn)，反之，車輛右轉(zhuǎn)。（注意H橋兩臂不能同時出現(xiàn)高電平信號。）</p><p>　　為了便于單片機(jī)的引腳有效利用，所以對此電路PCB的設(shè)計還擴(kuò)了多個引腳插槽，彼此都為并聯(lián)，這樣設(shè)計主要兩方面的好處，其一是使單片機(jī)的引腳利用率，其二是便于各模塊的連接，即插即用，便于固定，并且穩(wěn)定性高。</p><p>　　在設(shè)計中還把電源引腳也集成到插槽內(nèi)，這樣外擴(kuò)模塊供電方式也解決了，這也為本硬

10、件設(shè)計的一大特色。</p><p>　　圖2-4 外擴(kuò)顯示板電路圖</p><p>　　圖2-5 顯示測速板絲網(wǎng)圖</p><p>　　此模塊中用四段八段數(shù)碼管作為顯示器,并具有雙重功能,在小車行駛時能顯示倒計時，又能通過按鍵的切換來顯示小車的當(dāng)前速度，此外在四位數(shù)碼管的兩側(cè)分別有四個LED燈用以顯示小車的運行狀態(tài)。在顯示板的右側(cè)為測速裝置，它由一組紅外對管以及兩個

11、三極管配合而成的比較器組成，當(dāng)檢測到白線后，就會產(chǎn)生高電平，進(jìn)行中斷觸發(fā)。而在車輪上貼有白色膠帶，所以要想檢測車速，只要判斷單位時間內(nèi)產(chǎn)生的中斷數(shù)即可。</p><p><b>　　硬件資源利用</b></p><p><b>　　微控制器電路</b></p><p>　　控制器采用凌陽科技公司的SPCE061A，其硬件資

12、源分配見表2-3所示。</p><p>　　表2-3 硬件資源分配表</p><p><b>　　電源板電路模塊分析</b></p><p>　　4節(jié)AA的電池給61板提供6V的輸入電壓，經(jīng)61板上電源穩(wěn)壓塊SPY0029的作用下產(chǎn)生3.3V的電壓供給SPCE061A。外部顯示模塊由61板提供電源，電機(jī)驅(qū)動由電池直接供電。</p>

13、<p>　　圖2-4所示電源電路圖中的VDDH3為SPCE061A的I/O電平參考，接SPCE061A的51腳，這種接法使得I/O輸入輸出高電平為3.3V，VDDP為PLL鎖相環(huán)電源，接SPCE061A的7腳，VDD和VDDA為數(shù)字電源，分別接SPCE061A的15腳和36腳，AVSS1是模擬地，接SPCE061A的24腳；VSS是數(shù)字地，接SPCE061A的38腳；AVSS2接音頻輸出電路的AVSS2。</p>

14、<p>　　圖2-4 電源電路圖</p><p><b>　　鍵盤輸入電路</b></p><p>　　鍵盤輸入電路如圖2-5鍵盤輸入電路所示，當(dāng)有鍵按下時，對應(yīng)的I/O口被拉到高電平，CPU響應(yīng)按鍵信號，進(jìn)行相應(yīng)的信號處理。</p><p>　　圖2-5 鍵盤輸入電路</p><p><b>　

15、　麥克風(fēng)輸入電路</b></p><p>　　麥克采來的語音信號經(jīng)AGC（自動增益控制放大）后進(jìn)入MIC-IN通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。音頻錄入部分：主要由Microphone、AGC電路、ADC電路構(gòu)成。 </p><p>　　圖2-6是音頻錄入電路。因為SPCE061A內(nèi)置了AGC電路和ADC電路，所以實現(xiàn)音頻錄入的外圍電路變得如此簡單。這部分電路與SPCE061A的連接是這樣的

16、：AGC 接音頻錄入AGC引腳（25腳），OPI接Microphone的第二運放輸入腳（26腳），MICOUT接Microphone的第一運放輸出腳（27腳），MICN接Microphone的負(fù)向輸入腳（28腳），MICP接Microphone正向輸入腳（33腳），VCM接ADC參考電壓輸出腳（34腳），VMIC接Microphone電源（37腳）。</p><p>　　語音信號經(jīng)Microphone轉(zhuǎn)換成電信號

17、，由隔直電容隔掉直流成分，然后輸入至SPCE061A內(nèi)部前置放大器。SPCE061A內(nèi)部自動增益控制電路AGC能隨時跟蹤、監(jiān)視前置放大器輸出的音頻信號電平，當(dāng)輸入信號增大時，AGC電路自動減小放大器的增益；當(dāng)輸入信號減小時，AGC電路自動增大放大器的增益，以便使進(jìn)入A/D的信號保持在最佳電平，又可使削波減至最小。</p><p>　　圖2-6 麥克輸入電路</p><p><b>

18、;　　CPU語音輸出電路</b></p><p>　　SPCE061A內(nèi)置2路10位精度的DAC，只需要外接功放電路即可完成語音的播放。</p><p>　　圖2-7是音頻輸出電路圖?？梢越佣鷻C(jī)，也可以直接聽喇叭輸出的聲音。</p><p>　　圖2-7 CPU語音輸出電路</p><p><b>　　指示電路</

19、b></p><p>　　指示燈實際排列如圖2-8所示；</p><p>　　當(dāng)車準(zhǔn)備就緒的時候，車顯示板的1號，5號，3號，7號四個燈亮起。</p><p>　　當(dāng)遇到障礙物和顯示速度的時候，車的八個燈全部點亮。</p><p>　　當(dāng)車進(jìn)入設(shè)置模式后，加數(shù)時1號，5號燈亮，減數(shù)的時2號，6號燈亮；</p><p&

20、gt;　　圖2-8 指示燈排列圖</p><p><b>　　避障電路</b></p><p>　　如圖2-9所示，避障光電接收管采集的電流信號經(jīng)三極管放大，在集電極將電流信號變成電壓信號。當(dāng)檢測到障礙物后TX就會發(fā)生電平變化，產(chǎn)生外部中斷。</p><p>　　圖2-9 指示燈硬件電路原理圖</p><p><b

21、>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　此章主要為小車的硬件結(jié)構(gòu)，在設(shè)計中本著穩(wěn)定性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于擴(kuò)展的原則，進(jìn)行的電路原理圖的設(shè)計以及PCB圖的排版。在安全性上也進(jìn)行了改進(jìn)，比如在電機(jī)控制部分中為了防止短路，在設(shè)計中進(jìn)行了優(yōu)化。</p><p>　　凌陽音頻函數(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　本系統(tǒng)中凌陽音頻的使用</p>

22、<p>　　語音處理大致可以分為A/D轉(zhuǎn)換、編碼處理、語音存儲、語音解碼處理以及D/A轉(zhuǎn)換幾大模塊；</p><p>　　SPCE061A針對以上的各大要素進(jìn)行的解決方案為：</p><p>　　將A/D、編碼算法、解碼算法、存儲及D/A作成相應(yīng)的模塊，對于每個模塊都有其應(yīng)用程序接口API，用戶只需了解每個模塊所要實現(xiàn)的功能及其參數(shù)的內(nèi)容，然后調(diào)用該API函數(shù)即可實現(xiàn)語音處理

23、功能。</p><p><b>　　語音資源格式的選取</b></p><p>　　表3-1所列出的是凌陽音頻的幾種算法：</p><p>　　表3-1 SACM-lib庫中模塊及其算法類型</p><p>　　麥克風(fēng)輸入所生成的WAVE文件，其占用的存儲空間很大，對于單片機(jī)來說想要存儲大量的信息顯然是不可能的，而凌陽的

24、SPCE061A提出了解決的方法，即SACM-LIB，該庫將A/D、編碼、解碼、存儲及D/A作成相應(yīng)的模塊，對于每個模塊都有其應(yīng)用程序接口API，只需了解每個模塊所要實現(xiàn)的功能及其參數(shù)的內(nèi)容，然后調(diào)用該API函數(shù)即可實現(xiàn)該功能，例如在程序中插入語音提示，或連續(xù)播放一段語音或音樂，也可以根據(jù)自己需要的空間或使用范圍選擇適合自己的算法如表3-2所示</p><p>　　表3-2 單片機(jī)對語音處理過程</p>

25、;<p>　　SACM-S480壓縮算法壓縮比較大，為80:3,存儲容量大，音質(zhì)介于A2000和S240之間，適用于語音播放。本系統(tǒng)采用S480格式語音資源。</p><p>　　S480語音資源的制作</p><p>　　系統(tǒng)所用語音素材采用錄音軟件錄制成WAV語音文件，其文件格式要求為單聲道、16位、8K采樣率。然后通過凌陽提供的語音壓縮工具轉(zhuǎn)換為S480格式文件。<

26、;/p><p><b>　　凌陽語音辨識 </b></p><p>　　對于語音辨識主要有以下兩種： </p><p>　　(1) 特定發(fā)音人識別SD（Speaker Dependent）：是指語音樣板由單個人訓(xùn)練，也只能識別訓(xùn)練人的語音命令，而他人的命令識別率較低或幾乎不能識別。在本產(chǎn)品中采用特定人的語音識別。 </p><p

27、>　　(2) 非特定發(fā)音人識別SI（Speaker Independent）：是指語音樣板由不同年齡、不同性別、不同口音的人進(jìn)行訓(xùn)練，可以識別一群人的命令。</p><p>　　本系統(tǒng)采用特定發(fā)音人識別。語音辨識庫已被集成在凌陽的單片機(jī)開發(fā)環(huán)境unSP IDE 2.0.0軟件安裝包內(nèi)，安裝該軟件后，可在其子目錄下查找到。</p><p><b>　　語音識別基本流程：<

28、;/b></p><p>　　(1) 語音信號數(shù)字化。</p><p>　　(2) 特征提?。撼槿》磻?yīng)語音本質(zhì)的特征參數(shù)，形成特征矢量序列。</p><p>　　(3) 語音模型庫：從一個或多個講話者多次重復(fù)講話中提取的語音參數(shù)模板。</p><p>　　(4) 模式匹配：把輸入語音的特征參數(shù)與語音模型庫進(jìn)行比較分析，得到識別結(jié)果。&l

29、t;/p><p>　　S480語音的應(yīng)用程序接口API的功能介紹及應(yīng)用 </p><p>　　以下就SACM-S480算法具體介紹其API函數(shù)的格式、功能、參數(shù)、返回值、備注。 </p><p>　　其相關(guān)API函數(shù)如下所示： </p><p>　　int SACM_S480_Initial(int Init_Index) </p>

30、<p>　　void SACM_S480_ServiceLoop(void) </p><p>　　void SACM_S480_Play(int Speech_Index, int Channel, int Ramp_Set) </p><p>　　void SACM_S480_Stop(void) </p><p>　　void SACM_S480_

31、Pause(void) </p><p>　　void SACM_S480_Resume(void) </p><p>　　void SACM_S480_Volume(Volume_Index) </p><p>　　unsigned int SACM_S480_Status(void) </p><p>　　Call F_FIQ_Servi

32、ce_SACM_S480 </p><p>　　各函數(shù)具體內(nèi)容如下： </p><p>　　(1)【API格式】C：int SACM_S480_Initial(int Init_Index) </p><p>　　ASM：R1=[Init_Index] </p><p>　　Call F_SACM_S480_Initial </p>

33、;<p>　　【功能說明】SACM_S480語音播放之前的初始化。 </p><p>　　【參數(shù)】Init_Index=0 表示手動方式；Init_Index=1 則表示自動方式。 </p><p>　　【返回值】0：代表語音模塊初始化失敗 </p><p>　　1：代表初始化成功。 </p><p>　　【備注】該函數(shù)用于對定

34、時器、中斷和DAC等的初始化。 </p><p>　　(2)【API格式】C：void SACM_S480_ServiceLoop(void) </p><p>　　ASM：Call F_SACM_S480_ServiceLoop</p><p>　　【功能說明】從資源中獲取SACM_S480語音資料，并將其填入解碼隊列中。</p><p>

35、<b>　　【參數(shù)】無。</b></p><p><b>　　【返回值】無。</b></p><p>　　【備注】播放語音文件中數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)FF FF FFH數(shù)據(jù)時便停止播放。 </p><p>　　(3)【API格式】C：int SACM_S480_Play(int Speech_Index, int Channel,

36、int Ramp_Set)；</p><p>　　ASM：R1=[Speech_Index] </p><p>　　R2=[Channel] </p><p>　　R3=[Ramp_Set] </p><p>　　Call SACM_S480_Play</p><p>　　【功能說明】播放資源中SACM_S480語音。

37、</p><p>　　【參數(shù)】Speech_Index 表示語音索引號。 </p><p>　　Channel：1.通過DAC1通道播放； </p><p>　　2.通過DAC2通道播放； </p><p>　　3.通過DAC1和DAC2雙通道播放。 </p><p>　　Ramp_Set：0.禁止音量增/減調(diào)節(jié)； &

38、lt;/p><p>　　1.僅允許音量增調(diào)節(jié)； </p><p>　　2.僅允許音量減調(diào)節(jié)； </p><p>　　3.允許音量增/減調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　【返回值】無。 </b></p><p><b>　　【備注】 </b></p><p&g

39、t;　?、賁ACM_S480的數(shù)據(jù)率有4.8Kbps\7.2Kbps三種，可在同一模塊的幾種算法中自動選擇一種。 </p><p>　?、赟peech_Index是定義在resource.inc文件中資源表（T_SACM_S480_Speech Table）的偏移地址。</p><p>　　③中斷服務(wù)子程序中F_FIQ_Service_SACM_S480必須放在TMA_FIQ中斷向量上（參

40、見SPCE的中斷系統(tǒng)）。 </p><p>　?、芎瘮?shù)允許TimerA以所選的的數(shù)據(jù)采樣率（計數(shù)溢出）中斷。 </p><p>　　(4)【API格式】C：void SACM_S480_Stop(void)； </p><p>　　ASM：Call F_ SACM_S480_Stop </p><p>　　【功能說明】停止播放SACM_S48

41、0語音。</p><p><b>　　【參數(shù)】無。 </b></p><p><b>　　【返回值】無。 </b></p><p>　　(5)【API格式】C：void SACM_S480_Pause (void)； </p><p>　　ASM：Call F_ SACM_S480_Pause &l

42、t;/p><p>　　【功能說明】暫停播放SACM_S480語音。 </p><p><b>　　【參數(shù)】無。 </b></p><p><b>　　【返回值】無。 </b></p><p>　　(6)【API格式】C：void SACM_S480_Resume(void)；</p>&l

43、t;p>　　ASM：Call F_ SACM_S480_Resume</p><p>　　【功能說明】恢復(fù)暫停播放的SACM_S480語音。 </p><p><b>　　【參數(shù)】無。 </b></p><p><b>　　【返回值】無。 </b></p><p>　　(7)【API格式】C：

44、void SACM_S480_Volume(Volume_Index)； </p><p>　　ASM：R1=[ Volume_Index] </p><p>　　Call F_Model-Index_Volume</p><p>　　【功能說明】在播放SACM_S480語音時改變主音量。 </p><p>　　【參數(shù)】Volume_Inde

45、x為音量數(shù)，音量從最小到最大可在0~15之間選擇。 【返回值】無。 </p><p>　　(8)【API格式】C：unsigned int SACM_S480_Status(void)；</p><p>　　ASM：Call F_SACM_S480_Status</p><p><b>　　【返回值】=R1。</b></p>&l

46、t;p>　　【功能說明】獲取SACM_S480語音播放的狀態(tài)。 </p><p><b>　　【參數(shù)】無。</b></p><p>　　【返回值】當(dāng)R1的值bit0=0，表示語音播放結(jié)束；bit0=1，表示語音在播放中。 </p><p>　　(9)【API格式】ASM：Call F_FIQ_Service_SACM_S480 </

47、p><p>　　【功能說明】用作SACM_S480語音背景程序的中斷服務(wù)子程序。通過前臺子程序（自動方式的SACM_S480_ServiceLoop及手動方式的SACM_S480_Dec ode）對語音資料進(jìn)行解碼，然后將其送入DAC通道播放。</p><p><b>　　【參數(shù)】無</b></p><p><b>　　【返回值】無。&l

48、t;/b></p><p>　　【備注】SACM_S480語音背景子程序只有匯編指令形式，且應(yīng)將此子程序安置在TMA_FIQ中斷源上。 </p><p>　　語音辨識應(yīng)用程序接口API的功能介紹及應(yīng)用</p><p>　　在本系統(tǒng)中，借助語音辨識函數(shù)庫開發(fā)訓(xùn)練語音和語音識別功能，以達(dá)到語音控制小車的目的。</p><p>　　圖3-3是

49、語音辨識的一個整體框圖：</p><p>　　圖3-3 語音辨識原理框圖</p><p>　　常用的API函數(shù)介紹：</p><p>　　【API格式】C：int BSR_DeleteSDGroup(0)；</p><p>　　ASM：F_BSR_DeleteSDGroup(0)</p><p>　　【功能說明】SRA

50、M初始化。</p><p>　　【參數(shù)】該參數(shù)是辨識的一個標(biāo)識符，0代表選擇SRAM,并初始化。</p><p>　　【返回值】當(dāng)SRAM擦除成功返回0，否則，返回－1。 </p><p><b>　　訓(xùn)練部分：</b></p><p>　　【API格式】C：int BSR_Train (int CommandID, i

51、nt TraindMode)； </p><p>　　ASM：F_BSR_Train</p><p>　　【功能說明】訓(xùn)練函數(shù)。</p><p><b>　　【參數(shù)】 </b></p><p>　　CommandID：命令序號，范圍從0x100到0x105,并且對于每組訓(xùn)練語</p><p>&l

52、t;b>　　都是唯一的。 </b></p><p>　　TraindMode：訓(xùn)練次數(shù)，要求使用者在應(yīng)用之前訓(xùn)練一或兩遍： </p><p>　　BSR_TRAIN_ONCE:要求訓(xùn)練一次。 </p><p>　　BSR_TRAIN_TWICE要求訓(xùn)練兩次。 </p><p>　　【返回值】訓(xùn)練成功，返回0；沒有聲音返回－1

53、；訓(xùn)練需要更多的語音數(shù)</p><p>　　據(jù)來訓(xùn)練，返回－2；當(dāng)環(huán)境太吵時，返回－3；當(dāng)數(shù)據(jù)庫滿，返回－4；當(dāng)兩次輸入命令不通，返回－5；當(dāng)序號超出范圍，返回－6。</p><p><b>　　【備注】 </b></p><p>　　在調(diào)用訓(xùn)練程序之前，確保識別器正確的初始化。</p><p>　　訓(xùn)練次數(shù)是2時，則兩

54、次一定會有差異，所以一定要保證兩次訓(xùn)練結(jié)果接近 </p><p>　　為了增強(qiáng)可靠性，最好訓(xùn)練兩次，否則辨識的命令就會傾向于噪音 </p><p>　　調(diào)用函數(shù)后，等待2秒開始訓(xùn)練，每條命令只有1.3秒，也就是說，當(dāng)訓(xùn)練命令超出1.3秒時，只有前1.3秒命令有效。 </p><p><b>　　辨識部分： </b></p><

55、;p>　　(1)【API格式】C：void BSR_InitRecognizer(int AudioSource)</p><p>　　ASM：F_BSR_InitRecognizer </p><p>　　【功能說明】辨識器初始化。 </p><p>　　【參數(shù)】定義語音輸入來源。通過MIC語音輸入還是LINE_IN電壓模擬量輸入。 </p>

56、<p><b>　　【返回值】無。 </b></p><p>　　(2)【API格式】C：int BSR_GetResult()；</p><p>　　ASM：F_ BSR_GetResult </p><p><b>　　【返回值】=R1 </b></p><p>　　【功能說明】辨識中

57、獲取數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　【參數(shù)】無。 </b></p><p><b>　　【返回值】 </b></p><p>　　當(dāng)無命令識別出來時，返回0； </p><p>　　識別器停止未初始化或識別未激活返回－1； </p><p>　　當(dāng)識別不合格時返回－2；

58、 </p><p>　　當(dāng)識別出來時返回命令的序號。 </p><p>　　【備注】該函數(shù)用于啟動辨識，BSR_GetResult()；</p><p>　　(3)【API格式】C：void BSR_StopRecognizer(void)； </p><p>　　ASM：F_BSR_StopRecognizer </p>&l

59、t;p>　　【功能說明】停止辨識。 </p><p><b>　　【參數(shù)】無。 </b></p><p><b>　　【返回值】無。 </b></p><p>　　【備注】該函數(shù)是用于停止識別，當(dāng)調(diào)用此函數(shù)，F(xiàn)IQ_TMA中斷將關(guān)閉。 </p><p><b>　　中斷部分： <

60、;/b></p><p>　　(4)【API格式】ASM：_BSR_InitRecognizer </p><p>　　【功能說明】在中斷中調(diào)用，并通過中斷將語音信號送DAC通道播放。 </p><p><b>　　【參數(shù)】無。 </b></p><p><b>　　【返回值】無。 </b>&

61、lt;/p><p><b>　　【備注】 </b></p><p>　?、?該函數(shù)在中斷FIQ_TMA中調(diào)用 </p><p>　　② 當(dāng)主程序調(diào)用BSR_InitRecognizer時，辨識器便打開8K采樣率的FIQ_TMA中斷并開始將采樣的語音數(shù)據(jù)填入辨識器的數(shù)據(jù)隊列中。 </p><p>　?、?應(yīng)用程序需要設(shè)置一下程

62、序段在FIQ_TMA中.</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了凌陽SPCE061A的核心—語音，在此主要以S480為例分別從這種格式的存儲、播放、識別中所用到的API函數(shù)做了詳細(xì)的介紹。這些函數(shù)都為凌陽公司所提供的底層函數(shù)，所以應(yīng)用時要注意函數(shù)的返回值以及函數(shù)的形參，這樣也會節(jié)省大量的時間進(jìn)行上層開發(fā)。</p>&

63、lt;p>　　凌陽公司提供的這些API函數(shù)分別從C語言和匯編語言兩種形式提供給用戶，便于各方面用戶的調(diào)用。</p><p><b>　　軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計說明</b></p><p>　　在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要

64、設(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要。</p><p>　　在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。</p><p>　　為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫

65、做一個模塊。所謂“模塊”，實質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨立的程序段，這種程序設(shè)計方法叫模塊程序設(shè)計法。</p><p>　　模塊程序設(shè)計法的主要優(yōu)點是：</p><p>　　1.單個模塊比起一個完整的程序易編寫及調(diào)試；</p><p>　　2.模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務(wù)在不同條件下調(diào)用；</p><p>　　3.模塊程序允許設(shè)計者

66、分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計者提供方便。</p><p>　　本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑定時子程序、避障子程序﹑中斷子程序顯示子程序﹑調(diào)速子程序﹑算法子程序構(gòu)成。</p><p><b>　　模塊分析</b></p><p>　　整個軟件系統(tǒng)分主程序模塊、系統(tǒng)初始化模塊、語音功能模塊、顯示功能模塊、避障功能模塊、運行時間控制模塊、鍵

67、盤功能模塊。</p><p><b>　　主程序</b></p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p>　　主程序是整個工程的核心。本項目的軟件設(shè)計大量采用子函數(shù)結(jié)構(gòu)，主程序通過調(diào)用各種子函數(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。在主程序里包含了函數(shù)的初始化，其中包含了IO口的初始化，中斷函數(shù)初始化，定時器初始化。還包含了訓(xùn)

68、練函數(shù)，進(jìn)行語音存儲，識別函數(shù)的打開，蔽障和鍵盤的查詢，以及速度的檢測。</p><p>　　在主程序的開始的進(jìn)行初始化之后，就會進(jìn)入一個死循環(huán)中。用查詢的方式判斷鍵值的輸入，以及判斷中斷標(biāo)志位的變化，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的處理。</p><p>　　主程序的流程圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p><

69、b>　　初始化系統(tǒng)子函數(shù)</b></p><p>　　該函數(shù)承擔(dān)著開機(jī)后初始化系統(tǒng)的任務(wù)，包含初始化I/O端口工作模式、初始化變量與參數(shù)、初始化定時器TimerB及開放它的FIQ中斷。</p><p>　　其中具體包含，初始化操作將IOB8~IOB11設(shè)置為輸出端，用以控制電機(jī)。必要時還要有對應(yīng)的輸入端設(shè)置和PWM端口設(shè)置等，同時還初始化IOA的高八口為顯示信號輸出端口。

70、初始IOA0，IOA1,IOA2為按鍵輸入端口，IOB2為避障信號輸入端口，IOB0,IOB4~IOB7初始為輸出端口用以控制數(shù)碼管和LED的位選。</p><p>　　圖4-2 初始化系統(tǒng)子函數(shù)流程圖</p><p><b>　　語音功能的實現(xiàn)</b></p><p>　　凌陽科技針對SPCE061A開發(fā)了自己的語音函數(shù)庫，該函數(shù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)語

71、音訓(xùn)練、辨識、錄制、播放等特色功能。</p><p>　　通過語音訓(xùn)練建立若干語音指令的語音特征參數(shù)數(shù)組，SPCE061A在識別模式下通過對比采集到的特征參數(shù)與訓(xùn)練建立的特征參數(shù)進(jìn)行對比，根據(jù)對與不同訓(xùn)練指令的匹配程度輸出返回參數(shù)，小車驅(qū)動電機(jī)子程序?qū)υ摲祷貐?shù)進(jìn)行判斷，決定前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，還是原地不動。</p><p>　　系統(tǒng)中，語音功能涉及到語音播放和語音識別，其實現(xiàn)的軟件流

72、程如下分析。</p><p><b>　　語音播放功能</b></p><p>　　此模塊的實現(xiàn)通過用戶編寫的播放子函數(shù)及中斷服務(wù)程序完成。</p><p>　　在本設(shè)計中采用的是S480格式語音資源，它是介于A2000和S240語音格式之間一種資源，據(jù)有所占硬件存儲資源少，音質(zhì)清晰的特點。鑒于單片機(jī)內(nèi)部資源有限的特點，故選此格式。</p

73、><p>　　(1)自動播放S480格式語音資源子函數(shù)</p><p>　　傳入?yún)?shù)為語音資源的序號，軟件流程如圖4-3。</p><p>　　圖4-3 S480語音播放流程</p><p>　　(2)FIQ中斷服務(wù)程序</p><p>　　系統(tǒng)功能中，實現(xiàn)S480語音播放、語音訓(xùn)練、語音識別這些功能需要使用中斷服務(wù)程序。

74、根據(jù)凌陽公司語音庫函數(shù)的要求，為提高語音播放質(zhì)量及保證識別效率，語音相關(guān)的后臺中斷服務(wù)函數(shù)必須安排在TimerA的FIQ中斷服務(wù)中。</p><p>　　FIQ為凌陽61單片機(jī)的一個中斷類型，在61單片機(jī)中包含了三種中斷類型，分別為IRQ中斷、FIQ中斷、軟件中斷以及異常中斷，快速FIQ可以打斷普通中斷IRQ，形成中斷嵌套。</p><p>　　為保證數(shù)碼管和LED顯示效果，將動態(tài)掃描數(shù)碼

75、管和LED的程序安排在TimerB的FIQ中斷服務(wù)中。</p><p>　　該中斷服務(wù)程序采用匯編語言編寫，旨在提高代碼執(zhí)行效率。</p><p>　　FIQ中斷服務(wù)程序流程圖如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 FIQ中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　語音訓(xùn)練與識別</b></p>&l

76、t;p>　　語音識別主要分為“訓(xùn)練”和“識別”兩個階段。在訓(xùn)練階段，單片機(jī)對采集到的語音樣本進(jìn)行分析處理，從中提取出語音特征信息，建立一個特征模型；在識別階段，單片機(jī)對采集到的語音樣本也進(jìn)行類似的分析處理，提取出語音的特征信息，然后將這個特征信息模型與已有的特征模型進(jìn)行對比，如果二者達(dá)到了一定的匹配度，則輸入的語音被識別。</p><p>　　1.訓(xùn)練單條語音指令子函數(shù)</p><p&g

77、t;　　訓(xùn)練單條語音為語音儲存的基礎(chǔ)，在本設(shè)計中主要儲存了和小車動作相應(yīng)的語音，以及和在訓(xùn)練時相應(yīng)的語音。在訓(xùn)練時能儲存的語音要素一共為五句，分別為為小車所起的名字，和控制小車的前后左右運動的四句話。在儲存每一條語音時需要訓(xùn)練相同的兩遍，如果兩次輸入不同則會有相應(yīng)的語音提示，再從新輸入。</p><p>　　訓(xùn)練單條語音指令子函數(shù)的軟件流程圖如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5

78、單條語音訓(xùn)練程序流程</p><p>　　2.訓(xùn)練多條語音指令的子函數(shù)</p><p>　　訓(xùn)練多條語音指令的子函數(shù)程序流程如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6 多條語音訓(xùn)練指令</p><p>　　3.語音識別結(jié)果處理子函數(shù)</p><p>　　語音識別結(jié)果處理子函數(shù)根據(jù)獲得的語音識別結(jié)果參數(shù)來執(zhí)行不同的程

79、序分支。小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)動作的子函數(shù)只有在外界獲得相匹配的語音要素后各子函數(shù)才被調(diào)用。調(diào)用之后，只能運行2秒鐘，因為當(dāng)打開運行函數(shù)的同時，也把4赫茲的時機(jī)中斷打開，定時2秒鐘。本系統(tǒng)只有在前進(jìn)的時候用到了PWM輸出控制。</p><p>　　具體軟件流程圖如圖4-7所示。</p><p>　　圖4-7 語音識別流程</p><p>　　在該流程圖中，考慮

80、到小車從靜止到運動需要較大的電機(jī)功率輸出，故在程序上提出了一個軟件處理技巧，即在響應(yīng)“前進(jìn)”語音指令后，不立即使用PWM驅(qū)動方式降低電機(jī)輸出功率，而是首先全功率驅(qū)動電機(jī)，在延時一段時間（預(yù)計小車狀態(tài)已轉(zhuǎn)換到運動狀態(tài)）后，關(guān)閉全功率驅(qū)動，代替以有固定占空比的PWM波驅(qū)動。這樣可以有效降低小車穩(wěn)定運行時的行駛速度。</p><p>　　每執(zhí)行一次小車動作，都會啟動IRQ5的2Hz中斷來倒計時，中斷計時到預(yù)先設(shè)定值后將

81、在中斷服務(wù)程序中停止小車并終止計時。</p><p><b>　　顯示功能的實現(xiàn)</b></p><p><b>　　更新顯示緩存子函數(shù)</b></p><p>　　數(shù)碼管的掃描段碼與整數(shù)的位具有一一對應(yīng)的關(guān)系。更新顯示緩存子函數(shù)中，程序提取傳入?yún)?shù)（整數(shù)）的個、十、百、千位并轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管段碼（全局變量，作為顯示緩存的一部

82、分）。該功能實現(xiàn)的軟件流程圖如圖4-8所示。</p><p>　　圖4-8 數(shù)碼管顯示流程</p><p><b>　　動態(tài)掃描子函數(shù)</b></p><p>　　數(shù)碼管顯示采用的方式為動態(tài)掃描。之前常用到方法為延時法，延時法的實質(zhì)是做無用計算，通過浪費時間來實現(xiàn)時間消耗，此方法會占用大量的CPU資源，降低CPU使用率。采用中斷法實現(xiàn)顯示掃描，

83、將掃描放在時基中斷中，每隔一定時間啟動一次掃描，其它時間CPU可運行其它程序，此時CPU的使用率較高，這種掃描方式摒除了傳統(tǒng)動態(tài)掃描中用冗余指令獲得延時的方法，而是充分利用兩次中斷響應(yīng)之間的停留時間作為視覺暫留時間。該方法能有效提高CPU運行效率。</p><p>　　此外動態(tài)掃描法還要注意以下幾個方面：</p><p>　　在切換位選前，需要清除段碼輸出，否則易造成顯示有殘影。</

84、p><p>　　掃描頻率可以通過調(diào)節(jié)定時器初值完成。</p><p>　　注意操作端口時不要影響沒有用到的I/O端口的狀態(tài)。</p><p>　　動態(tài)掃描數(shù)碼管和LED的流程圖如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 掃描數(shù)碼管和LED的流程圖</p><p><b>　　避障功能的實現(xiàn)</b>

85、</p><p>　　在本設(shè)計中采用了中斷方式來進(jìn)行蔽障，節(jié)約了MCU的利用率，提高了它的處理速度。</p><p>　　IRQ3中斷服務(wù)程序</p><p>　　外部輸入信號EX1的IRQ3中斷服務(wù)程序是為避障傳感器遇障信號的響應(yīng)設(shè)置的。因語音播放遇障信息需要調(diào)用播放子函數(shù)，其程序執(zhí)行時間相對較長，若直接設(shè)置在此中斷服務(wù)程序中，易造成中斷服務(wù)時間過長，影響系統(tǒng)其他

86、中斷的正常工作（特別是辨識功能將受很大影響）。故采取標(biāo)志傳遞的方法，在中斷中改變“障礙物檢測標(biāo)志”，主程序中的主循環(huán)程序通過查詢“障礙物檢測標(biāo)志”來決定是否語音播放遇障信息。其流程圖如圖4-10所示。</p><p>　　圖4-10 IRQ3中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　鍵盤功能的實現(xiàn)</b></p><p>　　按鍵所要完成的功能

87、是通過SPCE061A單元板上的按鍵動作，來完成相應(yīng)的預(yù)設(shè)的功能。而要實現(xiàn)按鍵的作用，在軟件上其基礎(chǔ)就要包含獲取鍵值和鍵值處理這兩個底層函數(shù)。</p><p><b>　　獲取鍵值子函數(shù)</b></p><p>　　當(dāng)按鍵按下時，相應(yīng)I/O端口被拉到高點平狀態(tài)，單片機(jī)通過查詢I/O引腳的電平狀態(tài)來形成鍵值，鍵值反映了鍵盤按鍵的當(dāng)前操作狀態(tài)。</p>&l

88、t;p>　　調(diào)用獲取鍵值子函數(shù)將返回當(dāng)前鍵盤鍵值。在主程序中對鍵值的選取是通過查詢的方式進(jìn)行的，所以只有按鍵有返回值后才能實現(xiàn)按鍵的作用，在再取鍵值的子函數(shù)中應(yīng)注意兩點，一是先讀取I/O口鍵值保存在寄存器中，判斷讀回值是否為零，為零則表示沒有鍵按下，返回零。非零則延時大約30ms后再次讀取I/O口鍵值，比較兩次讀取的鍵值是否相同，如果相同則返回鍵值，否則返回零。二是即使前兩次檢測按鍵值相同，但還有第三次判斷，所以當(dāng)按下按鍵后必須要

89、松開，不能一直按著，如果這樣的話，也不能作為一次有效地按鍵。</p><p>　　其軟件流程圖如圖4-11所示。</p><p>　　圖4-11 獲取鍵值流程圖</p><p><b>　　鍵值處理子函數(shù)</b></p><p>　　鍵值處理子函數(shù)的傳入?yún)?shù)為某鍵值，其功能為根據(jù)不同鍵值執(zhí)行不同的功能。在本系統(tǒng)中，按鍵功

90、能設(shè)置為：</p><p>　　KEY1：設(shè)置模式進(jìn)入/退出鍵</p><p>　　KEY2：運行時間加1操作鍵</p><p>　　KEY3：運行時間減1操作鍵</p><p>　　如果KEY1沒有進(jìn)入設(shè)置模式，直接按下KEY2鍵四位數(shù)碼管就會顯示小車的當(dāng)前的車速，直接按下KEY3，就會從擦出上次的訓(xùn)練語音，從新進(jìn)入訓(xùn)練狀態(tài)。</p&

91、gt;<p>　　鍵值處理子函數(shù)的軟件流程圖如圖4-12所示。</p><p>　　圖4-12 鍵值處理流程圖</p><p><b>　　直流調(diào)速系統(tǒng)</b></p><p><b>　　方案分析</b></p><p>　　根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加

92、裝光電檢測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。</p><p>　　這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。</p><p>　　方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　方案二：靜止可控整流器。簡稱V-M

93、系統(tǒng)。</p><p>　　方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)拖動直流電動機(jī)實現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變勵磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動機(jī)的轉(zhuǎn)向都隨著改變，所以G-M系統(tǒng)的可逆運行是很容易實現(xiàn)的。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺與調(diào)速電動機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一

94、臺勵磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費用高、效率低、維護(hù)不方便等缺點。且技術(shù)落后，因此擱置不用。</p><p>　　V-M系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，可實現(xiàn)平滑調(diào)速。V-M系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。它的另一個缺點是運行條件要求高，維護(hù)運行麻煩。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運行時，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的

95、諧波電流危害附近的用電設(shè)備。</p><p>　　采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時，電源電壓加到電動機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時，直流電源與電動機(jī)斷開，電動機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation），簡稱PWM。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速。&l

96、t;/p><p>　　與V-M系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點：</p><p>　?。?）由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1：10000左右。由于電流波形比V-M系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機(jī)的損耗和發(fā)熱都比較小。</p><p>　?。?）同樣由于開關(guān)

97、頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)。</p><p>　?。?）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。</p><p>　　脈寬調(diào)速也可通過單片機(jī)控制繼電器的閉合來實現(xiàn)，但是驅(qū)動能力有限。為順利實現(xiàn)電動小汽車的前行與倒車，本設(shè)計采用了可逆PWM變換器?？赡鍼WM變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有H型、T型等類型。我們在

98、設(shè)計中采用了常用的雙極式H型變換器，它是由4個三極電力晶體管組成的橋式電路。</p><p><b>　　PWM技術(shù)介紹</b></p><p>　　PWM利用三極管等開關(guān)器件將直流電壓變?yōu)榉讲ǖ男问?，輸出的電壓就在VLoad和0V之間不停的跳變，如圖4-13所示</p><p>　　圖4-13 PWM計算示意圖</p><

99、p>　　平均電壓Uo=Th/(Th+Tl)*VLoad</p><p>　　可通過調(diào)整PWM的占空比來改變Th和Tl的比值</p><p>　　例如：Th=5ms Ti=5ms VLoad=1V</p><p>　　Uo=Th/(Th+Tl)*VLoad</p><p>　　=5/(5+5)*1</p><p>

100、<b>　　=0.5V</b></p><p>　　本設(shè)計中由SPCE061A的IOB8、IOB9輸出PWM信號，經(jīng)過H橋電路放大，驅(qū)動后輪直流電機(jī)可通過設(shè)置P_TimerA_Ctrl單元該單元的第0~5位來選擇TimerA的時鐘源(時鐘源A、B)設(shè)置該單元的第6~9位，TimerA將輸出不同頻率的脈寬調(diào)制信號，即對脈寬占空比輸出PWM進(jìn)行控制。</p><p>　　

101、有關(guān)P_TimerA_Ctrl寄存器的功能介紹詳見表4-14。</p><p>　　表4-14 P_TimerA_Ctrl單元</p><p>　　通過對P_TimerA_Ctrl的b9-b6位的設(shè)置可以決定PWM的輸出狀態(tài)，其中當(dāng)這四位都為0時，為關(guān)斷PWM的輸出。相應(yīng)的加1，其占空比加1，因為為四位的設(shè)置，所以SPCE061A的PWM輸出為十六級輸出。</p><p

102、>　　所以針對本設(shè)計的核心控制芯片SPCE061A要想輸出PWM信號，只要對P_TimerA_Ctrl做相應(yīng)的賦值即可，操作十分簡單。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章為本設(shè)計的核心部分，前幾章的介紹都為此章所服務(wù)，此章先是從語音的識別，介紹了小車如何受語音控制。又介紹了蔽障服務(wù)程序，接著介紹了鍵盤取值方式，最后重點講述了凌

103、陽SPCE061A的另一大特色PWM輸出控制。</p><p>　　測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論</p><p><b>　　訓(xùn)練小車</b></p><p>　　訓(xùn)練部分完成的工作就是建立語音模型。程序一開始判斷小車是否被訓(xùn)練過，如果沒有訓(xùn)練過則要求對其進(jìn)行訓(xùn)練，并且會在訓(xùn)練成功之后將訓(xùn)練的模型存儲到FLASH，在以后使用時不需要重新訓(xùn)練；如

104、果已經(jīng)訓(xùn)練過會把存儲在FLASH中的模型調(diào)出來裝載到辨識器中。</p><p>　　成功下載程序以后，小車就會提示你對它進(jìn)行訓(xùn)練。訓(xùn)練采用應(yīng)答式訓(xùn)練，每條指令的訓(xùn)練為兩次，每一條命令的訓(xùn)練過程都是一樣的，以前進(jìn)為例說明：</p><p>　　步驟一：小車提示“前進(jìn)”；</p><p>　　步驟二：告訴小車“前進(jìn)”；</p><p>　　步驟三

105、：小車提示“請再說一遍”（重復(fù)訓(xùn)練提示音）；</p><p>　　步驟四：再次告訴小車“前進(jìn)”（重復(fù)訓(xùn)練一次）。</p><p>　　這是一個完整的訓(xùn)練過程，如果訓(xùn)練成功，小車會自動進(jìn)入下一條指令的訓(xùn)練，并會提示您下一條指令對應(yīng)的動作（后退，左拐，右拐等）；如果沒有訓(xùn)練成功，小車會提示“說什么暗語呀”或者“沒有聽到任何聲音”等信息，這樣的話您就要重復(fù)剛才所說的四個步驟，直到成功為止。<

106、;/p><p>　　整個的訓(xùn)練過程共有5次這樣的訓(xùn)練，依次為：名稱——前進(jìn)——后退——左拐——右拐。</p><p>　　在識別環(huán)節(jié)當(dāng)中，如果辨識結(jié)果是名字，停止當(dāng)前的動作并進(jìn)入待命狀態(tài)，然后等待動作命令。如果辨識結(jié)果為動作指令小車會語音告知相應(yīng)動作并執(zhí)行該動作，在運動過程中可以通過呼叫小車的名字使小車停下來。</p><p>　　以下為小車的語音識別具體過程如下：&l

107、t;/p><p>　　第一：叫小車的名字，小車在識別出名字以后會有一個回應(yīng)信號。</p><p>　　第二：可以直接對小車說前進(jìn)，倒車，左拐，右拐等，小車如果識別出指令同樣會有一個回應(yīng)信號，告訴你它要執(zhí)行的動作，然后執(zhí)行對應(yīng)的動作，稍后小車會自然的停下來，或者遇到障礙物停車并發(fā)出警報；</p><p>　　在小車運行過程中可以再次對小車發(fā)出控制指令，小車在識別后會結(jié)束當(dāng)

108、前運動狀態(tài)并執(zhí)行新的命令。 </p><p>　　第三：小車在運行前，你可以使用61板上面的KEY1鍵進(jìn)入時間設(shè)定模式，KEY2和KEY3鍵盤設(shè)定小車前進(jìn)時間。</p><p><b>　　重新訓(xùn)練</b></p><p>　　考慮到有重新訓(xùn)練的需求，設(shè)置了重新訓(xùn)練的按鍵（61板的KEY3），循環(huán)掃描該按鍵，一旦檢測到此鍵按下，則將擦除訓(xùn)練標(biāo)志

109、位（0xe000單元），并等待復(fù)位。復(fù)位后，程序重新執(zhí)行，當(dāng)檢測到訓(xùn)練標(biāo)志位為0xffff時會要求重新對其進(jìn)行訓(xùn)練。</p><p>　　測試中可能出現(xiàn)的情況及其排查</p><p>　　在實際的測試過程當(dāng)中，可能會出現(xiàn)一系列的問題，請參照表5-1所示。</p><p>　　表5-1 測試問題解決方案對照表：</p><p><b>

110、;　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了本設(shè)計的使用以及在測試中遇到的一些問題的解決方法，由于本設(shè)計嚴(yán)格按照程序而行，所以在訓(xùn)練和使用時最好是按照前面的說明進(jìn)行。在運用時可能會出現(xiàn)電源連接不上，程序不能正常下載等，怎樣去排除這些問題，順利的進(jìn)行調(diào)試，在本章也都介紹了常用的解決方式。</p><p><b>　　結(jié)論與展望</b></

111、p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　歷時三個月的設(shè)計過程中，我首先邊查資料，邊在實驗室焊接小車的線路板。在焊接過程中，我感覺到即使是一個簡單的電路，要想很輕松的焊好，也不是很容易的事情。有時是“虛焊”的原因，有時可能是阻值選錯。在焊接顯示電路時，我就錯將680歐的電阻焊成了6.8千歐。這使我深深感受到理論與實際間的差距。通過這樣的設(shè)計，提高了我的動手

112、能力。每天在實驗室除了焊接線路板，還可以上機(jī)編程，使我軟件調(diào)試知識也提高了。</p><p>　　本設(shè)計采用的是SPCE61A單片機(jī)，這主要是因為該單片機(jī)的穩(wěn)定性比較好。還可以采用其它系列的單片機(jī)。結(jié)構(gòu)上配合多種傳感器，實現(xiàn)了自動蔽障，速度測量，以及顯示模塊的增加，為智能小車增加了亮點。設(shè)計中充分發(fā)揮了SPCE61A單片機(jī)的硬件資源，兩個中斷、兩個定時器、多個時機(jī)中斷的應(yīng)用，加之單片機(jī)的特色語音識別、PWM輸出的

113、合理應(yīng)用，基本上壓干了單片機(jī)的所有資源。當(dāng)然在設(shè)計中也有一些地方做的不盡完善，比如語音識別只能識別五句話，速度控制只用到了單環(huán)反饋等等，這些都需要以后的完善。</p><p><b>　　展望</b></p><p>　　智能機(jī)器人是一個國家高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一 ,具有廣闊的應(yīng)用前景。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展是一個國家高科技水平和工業(yè)自動化程度的重要標(biāo)志和體現(xiàn)。機(jī)器人

114、在當(dāng)前生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛 ,正在替代人發(fā)揮著日益重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù) ,集成了多學(xué)科的發(fā)展成果 ,代表高技術(shù)的發(fā)展前沿 ,是當(dāng)前科技研究的熱點方向。隨著計算機(jī)、微電子、信息技術(shù)的快速進(jìn)步 ,機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)速度越來越快 ,智能度越來越高 ,應(yīng)用范圍也得到了極大的擴(kuò)展。</p><p>　　隨著社會的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)

115、的不斷發(fā)展，面向智能化方向的科學(xué)更成為當(dāng)代社會的重要科學(xué)。然而，智能化的科學(xué)之中，對外界信息的采集和處理成為這門科學(xué)的重要支柱之一。在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)中占有十分重要的地位，因此汽車機(jī)器人領(lǐng)域這也為一個不容忽視的發(fā)展方向。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 羅亞非。凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003<

116、;/p><p>　　[2] 譚浩強(qiáng)。C程序設(shè)計。北京：清華大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[3] 唐清善等。Protel DXP 高級實例教程。北京：中國水利水電出版社，2004</p><p>　　[4] 李正軍。計算機(jī)控制系統(tǒng)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[5] 高峰編。單片微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)。北京：科

117、學(xué)出版社，2003</p><p>　　[6] 船倉一朗，土屋堯等（日）。機(jī)器人控制電子學(xué)。宗光華，楊洋，唐伯雁譯。北京：科學(xué)出版社，2004</p><p>　　[7] Ramon Pallas-Areny，John G. Webster（美）。傳感器和信號調(diào)節(jié)，第2版。張倫譯。北京：清華大學(xué)出版社，2003</p><p><b>　　。</b&