四川省第二届大学生
电子设计大赛
语 音 遥 控 智 能 小 车
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目录
四川省第二届大学生电子设计大赛 ................................................................................................................................................1 语音遥控智能小车................................................................................................................................................................................3 摘 要 ........................................................................................................................................................................................................3 关键字 ......................................................................................................................................................................................................3 （一） 引言 ............................................................................................................................................................................................3 （二） 设计任务 ...................................................................................................................................................................................3 2.1.基本要求 ....................................................................................................................................................................................3 2.2.扩展部分 ....................................................................................................................................................................................3 （三）硬件部分 ....................................................................................................................................................................................4 3.1.单片机 ........................................................................................................................................................................................4
3.11.单片机选择 .........................................................................................................................................................................4 3.12.凌阳单片机基本功能简介 ..............................................................................................................................................5 3.13.强大的语音功能................................................................................................................................................................5
3.2．障碍探测模块方案分析与比较 .........................................................................................................................................6
3.21.避障器件选择 ....................................................................................................................................................................6 3.22 器件放置位置方案选择 ..................................................................................................................................................7 3.23 避障方式选择 ....................................................................................................................................................................7 3.3循线模块设计与比较...............................................................................................................................................................7
3.4.智能小车驱动电路 ....................................................................................................................................................................8 （四）软件部分 ..................................................................................................................................................................................10 4.1 .介绍 .........................................................................................................................................................................................10 4.2. 主要使用的函数 ...................................................................................................................................................................10 （五）调试 ......................................................................................................................................................................................16 5.1硬件的调试...............................................................................................................................................................................16 5.2软件的调试...............................................................................................................................................................................17 5.3语音训练步骤 ..........................................................................................................................................................................17 （六）结论 ...........................................................................................................................................................................................18 6.1.基本功能要求 .........................................................................................................................................................................18 6.2.发挥部分 ..................................................................................................................................................................................19 参考文献 ...............................................................................................................................................................................................19
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语音遥控智能小车
摘 要：本语音智能小车由硬件设计模块与软件设计模块两大模块组成。硬件设计模块包括后轮驱动电路模块、循线探测模块、障碍物探测模块。后轮驱动电路主要由L298组成，用于前进、后退、转向控制；循线探测模块利用三个光感元件，对黑色轨道进行寻迹；障碍物探测模块由对两对光电传感器组成，车头一对，车尾一对进行障碍物探测。软件设计模块能实现智能小车的前进、后退、转向、停止、避障、表演动作以及循线等功能。本作品以两后轮电动机为主驱动，通过各类传感器件来采集各类信息，送入主控单元SPCE061A单片机，处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。
关键字：语音智能控制 避障 红外线收发 循线行驶 语音识别
（一）
引言
与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。近二十年来，语音识别技术取得显著进步，开始从实验室走向市场。
在一些对幼儿进行启蒙教育的玩具中，语音玩具给小朋友们带来了无限的新奇感受，可以自动说话的娃娃、听从指挥的小汽车等在儿童幼小的心灵里播下了科学的种子。语音识别技术是2000年至2010年间信息技术领域十大重要的科技发展技术之一。它是一门交叉学科，正逐步成为信息技术中人机接口的关键技术。语音识别技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉键盘，通过语音命令进行操作。因此，在了解了目前流行的语音处理芯片后，我们选择了凌阳的61单片机开发出一种语音遥控智能小车。这种小车集成了先进的语音识别技术，加上小车的机动灵活的特点，把它作为一种智能玩具，很有市场前景和意义。同时为了增加作品的趣味性和实现更多的功能，我们在小车语音识别基本功能的基础上，增加了小车的循线、播放歌曲以及表演特定动作的功能。
（二） 设计任务
设计并制作一款基于语音遥控的智能移动小车。 2.1.基本要求：
（1）通过说话人发出的特定命令（不小于5条），可以控制小车的前进、后退、左转、
右转基本运动。 （2）可以通过训练的方式保存4条以上的语音命令，并在使用的时候可以进行识别。 （3）语音遥控的有效范围不低于3米。 2.2.扩展部分：
（1）操作过程有语音提示，以提供更友好的人机交互和更高的可靠性。 （2）可以进行特定人声的识别，即只响应“主人”的命令。 （3）可以完成规定的表演动作。
（4）提高语音遥控的距离范围，增加遥控的命令数。 （5）其它。
说明：要达到设计的基本要求并不难，只需要使用一个语音芯片进行语音辨识，然后利用单片机根据识别结果，控制电机正转或反转和其他部件工作就可以了。但是要达到扩展要
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求就对所选芯片提出了更高的要求：芯片必须有播放自己语言提示音的功能，或者必须外加电路实现播放功能，从而实现人机交流的功能。
（三）硬件部分
障碍物检测部分采用红外线发射和接收原理，黑带循线依靠安装在车头左中右三个光敏二极管对管来对地面反射光感应，电机驱动部分采用L298放大驱动，语音部分由SPCE061A自带功能提供。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现。
3.1.单片机
3.11.单片机选择：在众多的单片机中，如C51、ARM、AVR等，我们选择了凌阳系列的单
片机，采用的是凌阳61单片机，因为它本身具有音频处理功能，我们板子上具有音频输出，输入通道，具有麦克风，扬声器等硬件。在凌阳公司提供的开发环境中本身就具有关于音频处理的库函数以及音频压缩软件，在进行处理的时候比较容易，所以我们选择凌阳61的单片机，基本结构如图1：
POWER OSC EZPROBE 74HC244 SPY0030 J11 J12 J3 MIC R/C SPCE061A 电源 PORTB PORTA 图1 凌阳61单片机及硬件基本结构
凌阳61单片机及硬件基本结构进一步介绍。如表1
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表1
POWER EZPROBE J11 MIC OSC PORTA/B R/C 74HC244 5V&V供电电路 电源指示灯 在线调试器串行5PIN接口 下载线的5PIN接口 32768晶振电路 麦克风输入电路 芯片其他外围电阻、电容电路 缓冲和保护接口电路 集成音频放大器 SPY0030 J12、J3 SPCE061A 耳机插孔和两PIN喇叭插针 板子核心，16位微处理器
3.12. 凌阳单片机基本功能简介：
1.具有DSP功能、语音特色的凌阳十六位单片机开发系统。
2.集开发板仿真器和编程器于一体。只需PC机即可进行产品开发，同时免费提供原版集成开发环境。
3.不需任何外围器件就可以完成语音录、放、识别等功能。 4.所有I/O全部引出，可以和用户外部电路直接搭配。 5.多种电源供电方式，使用户使用更加方便。
3.13. 强大的语音功能
凌阳音频处理过程：自己录取一段不大于4Kb的WAV语音文件或者从原有WAV语音文件中截取一段不大于4KB的语音。然后用凌阳语音压缩工具压缩，再将压缩后的文件添加到凌阳公司提供的开发环境中，程序经过单片机处理后，语音通过喇叭播放出来。如图2
图2 凌阳音频播放过程
*.Wav获取
语音压缩
语音播放
语音识别原理：首先是语音训练，然后是语音匹配，接着进行语音处理。如果匹配成功就执行相应的功能，否则重新匹配。如：图3。图3中实线部分成为训练模块，虚线部分为识别模块
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遥控智能小车报告
