语音遥控智能小车设计.docx
- 文档编号:1603615
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:186.47KB
语音遥控智能小车设计.docx
《语音遥控智能小车设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《语音遥控智能小车设计.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
语音遥控智能小车设计
介绍了语音遥控的电动小车的机械结构及控制部分.在机械结构上,对普通的玩具小车做了改进,使小车的转向更加灵活,并且在设计范围内可以实现任意角度转弯和任意速度移动;而在控制系统部分,则采用语音控制方式,使小车可以"听懂"人的命令,娱乐性和互动性更强.
该小车各部分采用模块化设计,各个模块之间独立性强。
控制部分采用可编程微处理哭器,可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发。
本文对一辆小车进行了实验,实验结果表明,语音识别系统在低噪声环境中识别率很高,在噪声水平较高的场合,识别率有所下降。
小车反应灵敏。
关键词:
语音识别单片机智能小车电机驱动
ABSTRCT
Introducedthepronunciationremotecontrolelectricallyoperatedcarmechanismandthecontrolsection.Inthemechanism,hasmadetheimprovementtotheordinarytoycar,causesthecartochangenimbly,andmayrealizetherandomanglecurveandthefreevelocitymigrationinthedesignscope;Butincontrolsystempart,thenselectsthevoicecontrolmethod,enablesthecartobepossible"tounderstandthe"person'sorder,theentertainmentandinteractiveisstronger.
Thiscarvariouspartusesthemodulardesign,betweeneachmoduleindependent.Thecontrolsectionusesprogrammablemicroprocessingtocry,mayinnotincreasethesystemhardwareinthesituationconvenientlytocarryonthere-developmenttothesystem.Thisarticlecarriedontheexperimenttoacar,theexperimentalresulthadindicatedthat,thespeechrecognitionsystemdistinguishedinthelownoiseenvironmentrateisveryhigh,inthenoiselevelhighsituation,therecognitionratehadthedrop.Thecarresponseiskeen.
Keyword:
Speechrecognitionmonolithicintegratedcircuitintelligencecarmotor-driven
绪论
在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。
无论是在工农业生产、交通运输、医疗卫生、办公,还是在日常生活中,都大量的使用着各种电动机。
而微处理器取代模式电路作为电动机控制的技术也日渐成熟。
单片机介于工业控制计算机和可编程控制器之间,他有较强的控制能力、低价的成本。
人们在选择电动机控制器时,常常是在先满足功能需要的同时,优先选择成本低的控制器。
语音遥控的电动小车的机械结构及控制部分有了新的改进。
在机械结构上,对普通的玩具小车做了改进,使小车的转向更加灵活,并且在设计范围内可以实现任意角度墨迹和任意速度移动;而在控制系统部分,则采用语音控制方式,使小车可以“听懂”人的命令,娱乐性和互动性更强。
1总体方案
1.1方案论证
本系统采用芯片TSG110进行语音识别过程,通过语音的识别完成对小车的控制,通过对红外的检测完成对小车的避障,该设计可以达到系统要求的各项指标,设计方案是可行的。
1.2总体方案图
1.3系统工作原理
该系统是基于单片机的语音遥控车系统,该系统包括了语音训练识别模块,驱动电机模块(包括转向电机和驱动电机),红外检测模块,控制键盘模块,和单片机的电源设计。
该系统首先是利用语音芯片进行语音采集,将语音信息放入语音芯片的内存中,并判断语音的训练是否成功。
成功的话,则进行语音识别过程,该芯片一直处在语音识别过程中,对接受到的语音与内存中的语音进行比较,如果相同则对小车完成相应的操作。
小车的驱动和转向是由H型双极性进行双极性驱动,可以很好的完成小车的正转和反转,小车的转向由机械部分传动,电机正反转完成小车的左转和右转。
小车在停车时可以通过按键进行语音信息重输。
小车在前进过程中是通过红外检测可以检测到20~30CM内是否有障碍物,可以完成避障。
2硬件设计
2.1语音识别模块
本系统采用TSG110芯片进行语音识别:
TSG110语音识别集成电路
TSG110是一种单片式语音识别集成电路。
它除了具有内置音频信号方法器、接口电路、声音压缩、分析、识别处理系统外,还自带64kB的SRAM和ROM电路,具有性能可靠、功能完整和外接元器件少等特点。
其芯片引脚图1。
TSG110语音识别集成电路管脚功能表:
引脚号
名称
输入/输出
功能
1
2
3
K1
输入/输出
人工控制时,为外接键盘式扫描信号端CPU控制时,为数据总线,CPU可读取TSG110的状态寄存器及WD1~WD4的内容
K2
K3
4
EOR
输出
语音输入指示,当有语音输入时,ERO=1
,否则ERO=0
5
WR
输入/输出
人工控制时无效,CPU控制时为读/写端
6
NC
空脚,无用
7
RD
输出
人工控制时无效,CPU控制时,为读/写控制端。
低电平时为读写状态
8
REGST
输入
识别精度控制端。
该端为1时,识别精度高;为0时,识别精度低
9
STBY
输入
状态选择,STBY=1为等待状态;STBY=0为工作状态
10
11
12
CPUM
输入
输出
工作模式选择,CPUM=1为CPU模式;
CPUM=0时为人工模式测试端;在使用时无效
TIO3
TIO2
13
ADCAP
输出
内部A/D转换电路参考电压端
14
Tref
输出
内部语音识别电路参考电压端
15
Uref
输出
内部模拟电路参考电压端
16
Uss
电源地
17
Udd2
数字电路正电源端
18
NC
空脚,无用
19
LINE
输入
语音输入方法选择端,LINE=1,线路输入;LINE=0,传声器输入
20
LINEIN
输入
语音线路输入端
21
TS3
输出
测试端,工作时应接地
22
TIO3
输出
测试用,使用时无效
23
TS2
输出
测试端,工作时应接地
24
MICIN
输入
传声器输入端
25
TS1
输出
测试端,工作时应接地
26
27
WD1
输出
输入、输出状态指示,以二进制形式表示,分别为低一位、低二位
WD2
28
NC
空脚,无用
29
30
WD3
输出
输入、输出状态指示,以二进制形式表示,分别为低三位、低四位
WD4
31
P01
输出
芯片工作状态指示,P01=1,等待状态;P01
=0,工作状态
32
33
34
P02
输出
始终处于低电平状态
P03
P04t
35
Xin
输入
外接晶震端,也可以从此端直接引入外接震荡信号,f=800kHz
36
Xout
输出
外接晶震端,当Xin直接引入外接震荡信号时,此端应为悬空
37
ACL
输入/输出
复位端,ACL=0时,TSG110复位
38
NC
空脚,无用
39
Udd1
模拟电路正电源端
40
41
42
43
S4
输入/输出
人工控制时,为键盘扫描信号端
S3
S2
S1
44
K4
同K3、K2、K1
语音训练、语音识别与WD4~WD1输出的关系
WD4、WD3、WD2、WD1的输出
语音训练(建立样本)
语音识别过程
0000
复位或静态时
复位或静态时
0001
1号段训练
识别1号段语音
0010
2号段训练
识别2号段语音
0011
3号段训练
识别3号段语音
0100
4号段训练
识别4号段语音
0101
5号段训练
识别5号段语音
0110
6号段训练
识别6号段语音
0111
7号段训练
识别7号段语音
1000
8号段训练
识别8号段语音
1001
9号段训练
识别9号段语音
1010
10号段训练
识别10号段语音
1011~1101
无效
无效
1110
输入的语音时间短于0.16s
输入的语音时间短于0.16s
1111
输入的语音时间短于0.96s
输入的语音时间短于0.96s
单片机与TSG110的连接
2.2电机驱动模块
本设计即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。
小车的运行和转向都采用H型双极性驱动
双极性驱动可逆PWM系统的控制原理
当电动机在较大负载情况下反转工作时,情形正好与正转时相反,当电动机在轻载下工作时,负载使电枢电流很小,电流波形基本上围绕横轴上下波动,电流的方向也在不断变化,如图6-9(c)琐事。
在每个PWM周期的0~t区间,V2、V3截止,开始时,由于自感电动势的作用,电枢中的电流维持原流向——从B到A,电流线路如图6-8中虚线4,经二极管D4、D1到电源,电动机处于再生制动状态。
由于二极管的D4、D1钳位作用,此时V1、V4不能导通。
当电流衰减到零后,在电源电压的作用下,V1、V4开始导通。
电流惊V1、V4形成回路,如图6-8中虚线1。
这时电枢电流的方向从A到B,电动机处于电动状态。
在每个PWM周期的t1~t2区间,V1、V4截止。
电枢电流在自感电动势的作用下继续从A到B,其电流流向如图6-8中的虚线2,电动机仍处于电动状态。
当电流衰减为零后,V2、V3开始导通,电流线路如图6-8中虚线3,电动机处于反接制动状态。
所以在轻载工作时,电动机的工作状态呈电动和制动交替变化。
双极性驱动时,电动机可在4个象限上工作,低速时的高频震荡有利于消除负载的静摩擦,低速平稳性好。
但在工作的过程中,由于4个开关管都出在开关状态,功率损耗大,因此双极性驱动只用语小功率直流电动机上。
单片机通过P2口进行控制电机。
当B1电机正转时前进,反转时后退。
另一个电动机控制左右转,电机正转时左转,电机反转是右转。
2.3红外检测模块
采用红外线避障方法,利用一管发射另一管接收,接收管对外界红外线的接收强弱来判断障碍物的远近,由于红外线受外界可见光的影响较大,因此用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制,这样减少外界的一些干扰。
接收管输出TTL电平,有利于单片机对信号的处理。
采用红外线发射与接收原理。
利用单片机产生38KHz信号对红外线发射管进行调制发射,发射距离远近由RW调节,本设计调节为10CM左右。
发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来,红外线接收管对反射回来信号进行解调,输出TTL电平。
利用单片机的中断系统,在遇障碍物
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 语音 遥控 智能 小车 设计