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2.2.2语音识别方案
方案一：特定人语音识别方案
特定人语音识别芯片是指只针对特定人的语音识别芯片，只能识别指定人的语音指令，其他人的语音不识别。但是这种语音识别芯片在使用时必须先把使用者的语音指令录入语音芯片，作为语音识别的参考，当使用者发出语音指令时，芯片会将检测到的语音指令与之前录入的语音指令做对比，只有相似度达到一定值之后才能成功识别语音。所以特定人的语音识别芯片在使用时必须要进行语音“训练”，只有在不断地“训练”和调试之后，语音识别芯片才能够对特定人的语音指令达到比较理想的识别状态[2]。 方案二：非特定语音识别方案
非特定语音识别芯片是指不针对个别特定人的语音指令识别的芯片，而是对任何人的语音指令都能识别。非特定语音识别技术不分年龄、性别，只要发送指令的人的语言相同即可。SPCE361A是一款专为语音识别开发的的专用芯片，在芯片内部，固化有高效的非特定人语音识别搜索引擎模块和完整的非特定人语音识别特征库，以及专为语音识别而作的硬件优化和加速设计[3]。而不是简单地提供一款DSP来运行外部语音识别的软件算法。 设计为基于单片机的语音控制智能车设计，根据设计的要求，智能车的语音识别不仅仅局限于个别人的语音识别，而是针对大多数人群的语音识别。同时由于非特定语音识别分广泛应用，所以综合考虑，最终选用非特定语音芯片SPCE061A作为语音识别芯片。 2.2.3 智能车车模选择
智能车的运动状态主要包括车模的前进、左转、右转、停车、快速、慢速、后退，要完成以上的几个运动状态必须选用合适的车模才能实现，一次，车模的选择是非常重要的。
方案一：三轮简易车模
根据语音控制智能车设计的任务书以及对智能语音控制的理解，智能车车模的选择是至关重要的，考虑到智能车必须要完成前进、后退、左转、右转，以及加速、减速等问题，车模必须要有转向轮和灵活的机械运动，才能完成对智能车的控制。同时考虑到车模的成本，所以最终采用三个轮的简易车模，如图2.2所示。
图2.2 简易车模
车模采用两轮差速控制智能车的转向，同时加有一个自由转向支撑轮维持小车的平衡，只要将车模的两个电机加到电机驱动的输出端就可以将两轮的差速PWM送入到电机，从而到达小车的各个运动状态。
方案二：“飞思卡尔”智能汽车竞赛C车模 “飞思卡尔杯”智能汽车竞赛的C车模采用伺服舵机控制车模的转向，同时后轮有两个电机，可以利用电机的差速来实现车模在高速运行时的大角度转向。车模的设计针对车模运动时的重心，平衡点的影响，设计符合实际智能车的机械特性。能够完美的完成多种智能车的设计，而且车模轮胎的防滑能力特别强，使得车模的速度可以提高很多。但是车模的价格较贵，电机的转动功率较大，需要有大功率的电池进行供电。飞思卡尔智能车C车模如图2.3所示。
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图2.3飞思卡尔智能车C车模
综上考虑，两种车模都能够完成设计的功能，如果不考虑费用的因素，无疑选用飞思卡尔的智能汽车竞赛C车模是非常合适的。但是由于费用的缘故，虽然此车模能够达到很高的速度以及稳定性，但是，设计的本身并没有过高的速度要求，所以最终选用三轮简易车模进行设计。
2.3系统总体方案
选用凌阳公司的这款单片机设计语音对小车的控制，是因为此芯片里面带着语音信息辨识和语音信息输出的作用，所以只需外接基本的麦克风和声音放大器就可以了。系统组成主要包括以下两部分：SPCE061A精简开发板、语音小车控制电路板。利用语音和中断定时相结合控制智能小车的运动状态，小车通过对我们声音的辨识实现动作，小车运动之后，小车的运动状态随时可被我们用语音信息指令改变。定时器在每次小车运动触发的同时被启动，若小车因为某些特殊原因导致不可以正常地接收语音信息指令，那么定时时间到的时候，小车会被中断服务程序指令停下来。这个设计方案的结构如图2.4所示。
SPCE061A MIC输入模块 电机驱动模块 语音输入模块
图2.4 基于SPCE061A的语音控制小车实现方案
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3 系统硬件设计
系统的硬件做成主要分为两个部分：一是智能车的硬件部分设计，包括：主控制电路、按键输入电路、蜂鸣器和LED声光提示电路、显示屏状态显示电路、光电开光避障电路、L298N电机驱动电路；二是手持终端硬件设计，包括按键输入电路、语音识别模块电路。 3.1主控制器模块
主控制器模块采用凌阳公司的16位单片机SPCE061A最小系统，单片机最小系统由组成单片机系统必需的元件组成，主要由电源、复位、语音模块、振荡电路以及扩展部分等部分组成。利用单片机最小系统可以实现系统结构的简单化，使编程、下载更加方便。
SPCE061A主要包括输入/输出端口、定时器/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分，并且内置在线仿真电路ICE接口，较高的处理速度使其能够快速的处理复杂的数字信号。61 板将SPCE061A 的32 个I/O 口IOA0~IOA15，IOB0~IOB15 全部引出，对应的引脚为：A 口，41~48、53、54~60；B 口，5~1、81~76、68~64。而且该I/O 口是可编程的，即可以设置为输入或输出。设置为输入时，
[4]
分为悬浮输入或非悬浮输入。非悬浮输入又可以设置为上拉输入或是下拉输入。在5V 情况下，上拉电阻为150K，下拉电阻为110K；设置为输出时，可以选择同向输出或者反相输出。
SPCE061A最小系统中，包括SPCE061A芯片及其外围的基本模块，其中外围的基本模块有：晶振输入模块（OSC）、锁相环外围电路（PLL）、复位电路（RESET）、指示灯（LED）等，如图3.1所示。
图3.1 SPCE061A最小系统
3.2 音频电路
音频电路由音频输出和音频输入两部分组成。如图3.2所示是音频输出电路图DAC与单片机的DAC相连。SPCE061A内置2路10位精度的DAC，只需要外接功放电路即可完成语音的播放。图中的SPY0030是凌阳的一款音频放大芯片，可以工作在2.4-6V范围内，最大输出功率可达700mW。
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图3.2 音频输出电路
SPCE061A芯片中已经集成了音频输入专用ADC以及AGC放大电路，因此芯片外部的电路比较简单，如图3.3所示是61板的音频输入电路模块。
图3.3 音频输入模块
3.3电机驱动电路
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片特点是：工作电压高，输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流2A；耳钉功率25W。它可驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机，即内含二个H桥高电压大电流全桥式驱动器。图3.4中IN1、IN2、IN3、IN4分别对应OUT1、OUT2、OUT3、OUT4，即输入高低电平对应，ENA、ENB为使能端，高电平有效，即在低电平情况下，无论输入为何信号，输出都为低电平。如图3.4所示。
图3.4 电机驱动电路图
3.4按键，LED和复位电路
电路主要是对电源和睡眠指示作用以及复位重新训练小车等作用。三个按键分别与IOA0、I0A1和IOA2相连，LED分别与VDD和sleep管脚相连，复位电路与单片机reset管脚相连。
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按键，LED和复位电路图如图3.5，图3.6，图3.7所示。
RESETKEYR18VDD 4.7KRES BKEY1IOA0
S1S4KEY2IOA1 S2C37KEY3IOA2 104GNDS3
V5 LEDD1VDDLEDD2SLEEPLEDR12330R131KGND 图3.5 按键电路 图3.6 LED电路 图3.7 复位电路
3.5 ICE 接口电路
SPCE061A芯片内部集成了ICE（在线仿真）接口，PC机通过PROBE（在线调试器）或EZ_PROBE（简易下载线）与61板相连，就可以方便地完成程序的下载、调试等。61板为PROBE和EZ_PROBE各自提供了一组接口，可通过S5跳线来选择使用的接口类型。ICE接口部分电路如图3.8所示。
图3.8 ICE接口电路
3.6EZ_PROBE方式
SPCE061A的开发是通过在线调试器PROBE实现的。它既是一个编程器（即程序烧写器），又是一个实时在线调试器。用它可以替代在单片机应用项目的开发过程中常用的软件工具——硬件在线实时仿真器和程序烧写器。它利用了SPCE061A内置在线仿真电路ICE（In- Circuit Emulator）接口和凌阳公司的在线串行编程技术。PROBE工作于凌阳IDE集成开发环境软件包下，其5芯的仿真头直接连接到目标电路板上SPCE061A相应管脚，直接在目标电路板上的CPU——SPCE061A调试、运行用户编制的程序。PROBE的另一头是标准25针打印机接口，直接连接到计算机打印口与上位机通讯，在计算机IDE集成开发环境软件包下，完成在线调试功能。这种开发方式适合产品研发使用。计算机、PROBE、用户目标板三者之间的连接如图3.9，实物链接如图3.10所示。
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