语音识别智能小车
一、引言
随着科学技术的发展，电子产品日新月异，自动语音识别技术[8, 10]的应用真正走入了人们的日常生活，声控系统的应用也不再遥不可及，家用电器和玩具的操作，不再需要以遥控器的繁多按键为控制接口，取而代之的是我们平常说话的模式来驱使家用电器和玩具动作，诸如多种智能电器、玩具小车。
根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当，而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化，如传统玩具的市场比重正在逐步缩水，却高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上，美国玩具市场的高科技电子玩具的年销量额2010年较2009年增长52%，而传统玩具的年销额仅增长3%。英国玩具零售商协会选出的2010年圣诞节最受欢迎的十大玩具中，其中有七款嵌入了电子元件。从这些数据可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。
本文设计以语音识别智能小车[6, 7, 9]为载体来研究语音识别技术，目的在于通过独立设计并制作一辆具有语音识别智能化
的玩具小车，获得项目整体设计的能力，所以立“语音识别智能小车”一题作为尝试。
本论文的内容安排如下：
第一部分引言，主要介绍了选题背景和本次设计的主要内容。第二部分包括本次设计的概述和方案的论证。第三部分介绍了系统的硬件电路设计。第四部分介绍了软件设计。第五部分主要介绍本小车的说明和测试。最后对本设计做一结论，阐述本设计的完成情况。
二、概述和方案论证
本设计采用凌阳APCE061A作为核心控制器，采用分步的设计理念，设计一个硬件模块，调试一个模块，再对该模块设施软件控制，直到每个模块调试成功，最后综合各个模块，从而让小车具有自动避障，语音控制小车前进、左转、右转、后退，模式切换和语音播放，自动带路，遥控控制等功能。系统系统设计结构方框图如图2-1所示。
MICSPKA/D模块D/A模块红外对管SPCE061A遥控部分人体热释外传感器驱动（L298）电源模块电机电池
图2-1 系统设计结构方框图
小车总体功能的描述，小车上面有一个总开关，当开关闭合时，小车开始工作，播放训练语音提示，此时就可以进行语音训练，训练过程中有训练成功和失败提示音，语音训练完成后即可进入模式切换和语音控制，之后根据选择的模式，对小车进行控制。在语音模式下，可以选择工作模式，在语音识别模式下，可以识别前进、后退、左转和右转四个命令。当小车接到模式命令时，则进入遥控模式，在遥控模式下，控制者可以根据遥控器上的相应按键来遥控小车做其相应的动作，不管
在语音模式还是遥控模式下，当小车前进和后退时都会调用避障子函数，进行避障。当按两次以上的后退操作时，模式切换到语音控制模式，从而实现了两种模式的自动切换。
开发一个电子系统，对核心处理器以及子模块的选型是相当重要的。下面根据设计要求，针对各模块需要完成的功能，本着简单、实用、廉价、容易操作、稳定的原则，对各模块进行充分的理论分析和方案论证。
（一）控制核心的选择及其简介
因为所设计的小车具有语音识别、遥控和语音播放等功能，所以对控制核心的要求比较高。
方案一：51单片机+ LD3320语音识别芯片[8]。该套方案，电路复杂，成本高，编程困难。
方案二：选用具有强大语音功能的SPCE061A单片机[1, 2]。该方案电路设计困难，但编程简单，价格低廉。
根据以上方案比较，本设计选择方案二。
SPCE061A是继μ＇nSPTM系列产品SPCE500A等之后，凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。SPCE061A里内嵌了32k字的闪存FLASH。较高的处理速度，使μ＇nSPTM能够非常容易地快速处理复杂的数字信号，以μ＇nSPTM为核心的SPCE061A微控制器，也适用在数字语音识别应用领域。SPCE061A
在2.6-3.6V工作电压范围内，工作速度范围为0.32-49.115MHz，较高的工作速度使其应用领域进一步拓宽。2k字节的SRAM和32k字节的闪存FLASH仅占一页存储空间，32位可编程的多功能I/O端口，两个16位定时器/计数器，32768Hz实时时钟，低电压复位/监测功能，8通道10位模—数转换输入功能，并具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式，双通道10位DAC方式的音频输出功能。SPCE061A是数字声音和语音识别产品的一种非常经济的应用。
61板是SPCE061A EMU BOARD的简称，是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发－仿真－实验板，大小相当于一张扑克牌，是“凌阳科技大学计划”专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。61板除了具备单片机最小系统电路外，还包括有电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，采用电池供电，方便学生随身携带，使学生在掌握软件的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼学生的动手能力，也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的平台。