应用物理学专业2016届本科毕业论文 款智能语音交互式开关系统，该开关可以实现识别语音命令，完成相应各电器设备的控制、家用电器的语音控制。
1.2 当今应用领域智能语音开关的发展趋势
融合类个人电子终端发展到今天，我们已经看到PMP、手持游戏机、UMPC、PDA，以及智能手机的各显神通。但是在另一个领域——玩具领域，智能玩具正在悄悄兴起，成为新一类的融合电子终端，代表着世界玩具业发展的趋势。在香港的玩具出口量中传统玩具包括洋娃娃的出口数字出现负增长，其占整体出口的比重，由2005年的约七成下跌至2007年的约五成，而非传统的智能玩具的比重，则由2005年的约27%上升至2007年的48%。说明互动性、高科技玩具已渐渐成为发展主流，电脑技术与玩具结合已成为创新的方向。去年，高科技玩具在美国玩具市场上的销售额已达到100亿美元，增长速度远远高于传统玩具。2007年世界智能玩具销售收入达到23.5亿美元。 In-Stat预计到2012年这个数字将增长到90亿美元。
智能玩具市场相比其他融合终端绝对是新兴市场，因为智能玩具是基于现成的主流融合终端上的技术而产生的创新，相对成本较低，不仅可以给投资者提供较好的投资回报，而且还有很好的市场反应。同时，中国内地玩具人均消费与欧美国家差距巨大，存在着很大的智能玩具市场空间。
1.3 本设计主要研究内容
智能语音开关是现代智能家居发展的一个必然趋势，其市场上的主要功能可以分为语音对话、语音控制。即是由人与开关系统进行对话模式，在有限的范围能，语音开关能自动进行识别或者控制，根据芯片的语言编写不同，识别和控制的范围也不同。
1.3.1 开关设计要求
（1）简单语音对话交流 （2）语音控制用电器
①控制家庭照明电路 ；②控制家用电器；③控制电机转动。
2 单片机及相关器件介绍
2.1 STC89C51 单片机介绍
STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存
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应用物理学专业2016届本科毕业论文 储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
主要功能特性 兼容MCS51指令系统 32个双向I/O口 3个16位可编程定时/计数器中断 2个串行中断 2个外部中断源 2个读写中断口线 低功耗空闲和掉电模式 表一 STC89C51主要功能
4K可反复擦写Flash ROM 256x8bit内部RAM 时钟频率0-24MHz 可编程UART串行通道 共6个中断源 3级加密位 软件设置睡眠和唤醒功能 STC89C52引脚介绍
① 主电源引脚（2根）
VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源 GND(Pin20)：接地线 ②外接晶振引脚（2根）
XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 ③控制引脚（4根）
RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号
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应用物理学专业2016届本科毕业论文 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④可编程输入/输出引脚（32根）
STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。
P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7 P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7 P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7 P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7 作频率35Mhz，6T/12T可选。
U11234567891011121314151617181920P10P11P12P13P14P15P16P17RESETP30/RXDP31/TXDP32/INT0P33/INT1P34/T0P35/T1P36WRP37/RDX2X1GNDSTC89C52VCCP00P01P02P03P04P05P06P07EA/VPALE/PPSENP27P26P25P24P23P22P21P204039383736353433323130292827262524232221图二 STC89C51 DIP封装图
最小系统包括单片机及其所需的必要的电源、时钟、复位等部件，能使单片机始终处于正常的运行状态。电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、A/D扩展等，使单片机完成较复杂的功能。
STC89C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用STC89C52单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，结构如图2-3所示，由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。
时钟电路 STC89C51单片机 I/O复位电路 图三 单片机最小系统原理框图
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应用物理学专业2016届本科毕业论文 (1) 时钟电路
STC89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。在STC89C51单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1(18)和XTAL2(19)引脚外接石英晶体(简称晶振)，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图中电容的作用是稳定频率和快速起振，电容值在5~30pF，典型值为30pF。晶振CYS的振荡频率范围在1.2~12MHz间选择，典型值为12MHz和6MHz。
C2
30pF18Y1C311.0592MHz19
30pF图四 STC89C51内部时钟电路
(2) 复位电路
当在STC89C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作(若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态)。
最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充放电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。
除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST(9)端与电源Vcc接通而实现的。
图五 STC89C51复位电路
R1VCCS49C110uF10k（3） STC89C51中断技术概述
中断技术主要用于实时监测与控制，要求单片机能及时地响应中断请求源提出的服务请求，并作出快速响应、及时处理。这是由片内的中断系统来实现的。当中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许，单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服
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应用物理学专业2016届本科毕业论文 务处理程序处理中断服务请求。中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。
图六 中断响应和处理过程
如果单片机没有中断系统，单片机的大量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发生的定时查询操作上。采用中断技术完全消除了单片机在查询方式中的等待现象，大大地提高了单片机的工作效率和实时性。
2.2 主要器件介绍———LD3320
图七 LD3320A外观图
LD3320芯片图七是一款“语音识别”专用芯片，由ICRoute公司设计生产。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等。本芯片在设计上注重节能与高效，不需要外接任何的辅助芯片如Flash、RAM等，直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别／声控／人机对话功能。并且，识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的。
2.2.1功能介绍
? 通过ICRoute公司特有的快速而稳定的优化算法，完成非特定人语音识别。不需要用
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