解讀SPCE061A智能小車(chē)語(yǔ)音識別系統電路

　近幾年來(lái)，智能化和自動(dòng)化技術(shù)在玩具制造領(lǐng)域中越來(lái)越被關(guān)注。本文介紹一種智能化小車(chē)控制系統的設計——語(yǔ)音控制小車(chē)。語(yǔ)音控制小車(chē)是基于SPCE061A的代表性興趣產(chǎn)品，它配合61板推出，綜合應用了SPCE061A的眾多資源，小車(chē)采用語(yǔ)音識別技術(shù)，可通過(guò)語(yǔ)音命令對其行駛狀態(tài)進(jìn)行控制。

　　語(yǔ)音識別技術(shù)是近年來(lái)十分活躍的研究領(lǐng)域。語(yǔ)音識別系統的實(shí)用化研究是語(yǔ)音識別研究的一個(gè)主要方向。以玩具市場(chǎng)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(kāi)展這方面的研究，無(wú)論對技術(shù)創(chuàng )新應用，還是社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展，都有巨大的現實(shí)意義。與機器進(jìn)行語(yǔ)音交流，讓機器明白你說(shuō)什么，這是人們長(cháng)期以來(lái)夢(mèng)寐以求的事情。語(yǔ)音識別技術(shù)就是讓機器通過(guò)識別和理解過(guò)程把語(yǔ)音信號轉變?yōu)橄鄳奈谋净蛎畹母呒夹g(shù)。近二十年來(lái)，語(yǔ)音識別技術(shù)取得顯著(zhù)進(jìn)步，開(kāi)始從實(shí)驗室走向市場(chǎng)。語(yǔ)音識別功能大大增加了玩具使用的樂(lè )趣，并使玩具體現出一定的智能性，因此成為大部分電子玩具、智能玩具設計中使用的關(guān)鍵技術(shù)。

　　本文利用凌陽(yáng)單片機設計一個(gè)具有語(yǔ)音識別功能的智能遙控小車(chē)。該設計將遙控車(chē)由傳統的手動(dòng)遙控改成了語(yǔ)音識別遙控，集成了先進(jìn)的語(yǔ)音識別技術(shù)，加上小車(chē)的機動(dòng)靈活的特點(diǎn)，使控制者可以通過(guò)語(yǔ)音控制小車(chē)實(shí)現預設動(dòng)作，從而釋放控制者的雙手，而且小車(chē)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的實(shí)用性和發(fā)展前景。

　　繼電器驅動(dòng)電路的設計

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

　　行駛狀態(tài)控制電路設計

　　如圖所示為行使狀態(tài)控制電路，整個(gè)小車(chē)的行駛狀態(tài)由兩個(gè)電機MOTOR A和MOTOR B來(lái)控制；MOTOR A控制小車(chē)的左邊兩個(gè)輪子，MOTOR B控制小車(chē)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(yáng)的SPCE061A是16位單片機，具有DSP功能，有很強的信息處理能力，最高時(shí)鐘可達到49M，具備運算速度高的優(yōu)勢等等，這為語(yǔ)音的播放、錄放、合成及辨識提供了條件。本系統接入MIC電路如下圖所示，MIC為錄制語(yǔ)音辨識命令服務(wù)。麥克錄音輸入及AGC電路。

　　語(yǔ)音播報電路

　　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(xiàn)，其作用在于可以測量DAC的輸出波形；另外拔掉跳線(xiàn)，可以斷開(kāi)DAC到喇 叭放大的通路，使得DAC通道處于開(kāi)路狀態(tài)。這樣便于用DAC做其他用途，用戶(hù)可以用過(guò)這個(gè)跳線(xiàn)來(lái)加入自己的外圍電路。

　　本設計綜合應用了SPCE061A豐富的硬件資源，成功的實(shí)現了語(yǔ)音控制功能。下面簡(jiǎn)單的介紹一下實(shí)際應用中的一些資源優(yōu)勢：在硬件方面，較高的執行速度、內置的硬件乘法器、ADC和DAC功能、內置的AGC自動(dòng)增益環(huán)節，這些為語(yǔ)音處理提供了強大基礎。在軟件方面，標準的C語(yǔ)言編程，豐富的語(yǔ)音資源函數為編程提供了很大的方便。 該設計方案結構簡(jiǎn)單，以單芯片實(shí)現了語(yǔ)音播放與識別以及電機控制功能，相當于“語(yǔ)音識別芯片+普通單片機”的功能。但是比“語(yǔ)音識別芯片+普通單片機”方案實(shí)現起來(lái)要簡(jiǎn)單很多，而且成本也會(huì )降低很多。