基于SPCE061A的语音识别演讲稿

LED显示通信模块ຫໍສະໝຸດ 图4硬件系统组成图
第三章 硬件设计
SPCE061A单片机：SPCEO61单片机的最高运算速度可达49MHz 的16位乘法运算器进行语音信号的处理，而且还使用了 SPCE061单片机的A/D对语音信号进行数字化的处理以及采用 DIA和I/O口对语音识别结果进行验证。此外，SPCE061单片机 的32KBFLASH存储器将所有的程序和有关语音提示都存储下来， 无需扩展存储器。由于本系统是要经过语音训练后才能识别， 故将语音训练过程中建立的参考模式库和从待识别语音信号 中提取的特征参数都存放在单片机的ZKB的RAM中。这样，就 可以利用SPCE061掉电来重新进行语音训练。
第二章 SPCE061A 简介
音频输出：SPCEO6IA单片机中DAC主要用于将数字信号转换成音频信号输出，其音 频信号输出有两种控制方式:一种是语音输出方式;另一种为音调输出方式。两者 的区别在于其输出控制机理不同。语音输出是用于(不论是音乐还是语音)声音数 据采样相同的速率将声音数据通过数/模转换通道还原成声音。音频输出是通过定 时溢出所产生的不同频率来决定声音音调的高低，DAC的模拟量决定声音信号的幅 值。语音输出方式是数/模转换器DAC把模拟声波输入的数字量转换成模拟量(即模 拟声波信号)实现波形重放。SPCEO61A单片机中采用的DIA转换的音频输出硬件结 构有两种：一种是直接采用数/模转换器DAC实现。另一种是采用单通道脉宽调制 PWM驱动方式输出。
第五章
实验结果测试 :
应用方案的实验验证
①连接硬件
硬件连接实物图
第五章
应用方案的实验验证
②代码下载
第五章
应用方案的实验验证
③ 进行训练成功下载程序以后，去掉下载线并复位系统，喇叭就会提示对 它进行训练。训练采用应答式训练，每条指令的训练次数为两次，每一条 命令的训练过程都是一样的，以“打开”为例说明： 步骤一：喇叭提示“输入第一条命令。” 步骤二：说“打开”； 步骤三：喇叭提示“请再说一遍”（重复训练提示音）； 步骤四：再次说“打开”（重复训练一次）。 这是一个完整的训练过程，如果训练成功，喇叭会自动进入下一条指令的 训练，并会提示下一条指令对应的动作；如果没有训练成功，喇叭会提示 “没有听到任何声音”等信息，这样的话就要重复刚才所说的四个步骤， 直到成功为止。 整个的训练过程共有5次这样的训练，依次为：名称——打开——关闭—— 启动——停止。
第三章 硬件设计
由于SPCEO6lA的DAC是电流输出，因此为了能驱动扬声器SPEAKER放 音，将输出电路设计为由负载电阻和三极管8050组成的功放电路。 SPEAKERSK可选用4Ω或8Ω的扬声。
C5 5V 1uF 2 6 16 15 14 7 13 8 1uF C7 U4 VS+ VS+ VSVS+ V CS+ GND CST1OUT T1IN T2OUT T2IN RINT R1OUT RIIN R2OUT 1 3 4 5 11 10 12 9 1uF 191 191 190 190 189 189 0.1uF C19 C4
D1 LED D2 1 2 3 4 5 6+12 11 IOB8 10 IOB9 9 IOB10 8 IOB11 +7
LED D3
插 针
LED D4
LED
GND
第四章
软件设计
因为声控系统的硬件电路比较简单，所以声控系统功能 的实现大部分就由其软件来完成。因此说，声控系统的软件 设计是十分复杂也是十分重要的一环，在软件方面,需要利 用C语言在IDE编译环境下对单片机进行编程,主要采取主函 数调用子函数的形式。在主函数中，定义在不同的识别结果 运行那一个子函数；在子函数中，对各个功能模块进行定义。 另外，还需要定义头函数和语音资源模块，在头函数主要定 义系统涉及到的中断和存储模块，在语音资源模块主要定义 系统所涉及的语音资源，方便在程序中调用。
P1 1 6 2 7 3 8 4 9 5 DB9
第三章 硬件设计
输出电路：
+5
+5
1kΩ 0.1uF C21 R1 2.4KΩ R2
SPEAKER1 8050 Q1 0.1uF C21
1kΩ R 2.4kΩ R4
SPEAKER2 8050 Q2
第三章 硬件设计
LED灯输出模块 ：系统控制信号由单片机的B口输出,输出脉冲信号驱动 四个LED,使LED发光,每个LED对应系统的一种控制功能。电路中所使用的 B口是8、9、10、11四位,其中第8位的信号控制D1,第9位的信号控制D2, 第10位的信号控制D3,第11位的信号控制D4。当B口某一位有信号输出时, 输出的高电平使对应的LED点亮,其他LED则不亮。每个语音命令对应一个 控制信号,因此发出某个语音命令,就有相应的LED发光。如图所示。
第二章 SPCE061A 简介
凌阳音频编码介绍：语音处理大致可以分为A/D采样输入、编码处理、 存储、解码处理以及D/A，由于麦克风输入所生成的WAVE文件，其占用 的存储空间很大，对单片机来说想要存储大量的信息显然是不可能。而 凌阳的SPCE061A提出了解决方案：SACMV25.LIB。该库将A/D、编码算法、 解码算法、存储及D/A 作成相应的模块，对于每个模块都有其应用程序 接口API，所以只需了解每个模块所要实现的功能及其参数的内容，然 后调用该API函数即可实现语音处理功能。
第四章
软件设计
语音的训练与存储 ：本程序采用C语言编程，通过主程序依次调用子程 序来实现声控。主程序调用子程序的顺序： ①打开子函数； ②关闭子函数； ③启动子函数； ④停止子函数。 在语音的训练与存储之前首先进行系统的初始化，主要包括IOA端口及 相关标志位的设臵，然后判断是否为第一次下载，如果是就要进行语音 的训练，否则直接进入识别部分。因为共有四条命令，所以在实际的实 现过程中，要在FLASH中擦除指定的四块空间作为四个命令的存储空间。
第四章
语音识别流程图：
开始
软件设计
初始化识别器
获取识别结果
N
识别出语音指 令
Y 执行相应动作
返回 图11 语音识别流程图
第五章
应用方案的实验验证
实验调试平台介绍：µ‘ n SP®IDE是由凌阳科技提供的一个集成开发环境。它集 程序的编辑，编译，链接，调试和仿真等功能为一体，具有友好的交互界面，下 拉菜单，快捷键和快速访问命令列表等，使程序设计工作更加方便高效。此外， 它的软件仿真功能可以不连接仿真板，模拟硬件的部分功能来调试程序。 使用方法 ： ①从[开始]菜单内启动工具； ②选择[File]→[ Open Project]，在打开对话框内选择所要打开的工程； ③Workspace窗口显示在工具的左半边，在这个窗口内用户可以看到当前工程所 包含的所有文件。 ④选择[Build]→[ Rebuild All]进行源文件的编译和链接，编译链接过程里的 错误显示在Output窗口内。 ⑤选择[Build]→[ Start Debug]→[ Download]把程序加载到内存，然后用户可 以用Debug菜单内所提供的调试命令来调试和运行程序，选择[Build]→[ Start Debug]→[ Go]在调试器内运行程序。
第五章实验结果测试应用方案的实验验证连接硬件硬件连接实物图第五章应用方案的实验验证代码下载第五章应用方案的实验验证进行训练成功下载程序以后去掉下载线并复位系统喇叭就会提示对它进行训练
论文题目：
基于SPCE061A的语音识别
院系：xx 专业：xx 班级：xx 指导老师：xx 答辩人：xx
课题简介
课题研究内容：本课题设计一个基于SPCE061A单片机的声控系统，利用SPCE061A 的语音功能来识别几种特定语音命令,如:打开,关断,启动,停止等从而实现相应 语音命令的控制任务。该系统可用于家庭及其它场合的声控需求。 主要任务是1对SPCE061A语音功能进行细致系统的分析.，在研究实验的基础 上给出软硬件设计方案及相应的电路图。另外，利用C语言编制特定语音命令识 别程序，最后试验调试实现相应语音命令的控制任务。 各个章节的具体内容的介绍如下： 第一章为绪论，概括性介绍了课题的研究背景、研究内容、研究现状以及应 用等； 第二章深入介绍SPCE061A单片机，主要是具体讲述它的语音识别功能及语音 识别算法； 第三章详细分析了系统的硬件构成，并具体讲述所采用的五个模块的组成； 第四章重点实现语音识别和语音控制的软件程序； 第五章是系统功能测试，讲述了具体的测试过程及结果； 第六章结论。给出课题结果，需要提高改进的地方。
第四章
软件设计
语音的识别 ：语音训练成功后，可以进行语音命令的识别。 首先要对语音的识别器进行初始化，启动识别器。指令由麦 克风输入，单片机对采集到的语音样本进行分析处理，提取 出语音的特征信息，然后将这个特征信息模型与己有的特征 模型进行对比，如果二者达到了一定的匹配度，则输入的语 音被识别。匹配结果由BSR Get Result()获得，之后进行判 决结果的归属情况，即属于四条指令中的哪一个命令，可用 相关标志变量的值来实现，判断成功后进行调用功能模块子 程序实现相关的动作信号设臵，执行相应的动作。
第二章 SPCE061A 简介
语音识别原理图 ：
第三章 硬件设计
由于采用了SPCE06lA单片机作为主要部件，加之依据嵌入式 语音识别系统硬件的组成原则，致使本硬件电路极为简单。本 系统的硬件电路主要包括：麦克风(MlC)输入模块电路、 SPCE061A单片机及LED显示电路和通信模块电路等。
MIC 输入模块 SPCE061A 功放和喇叭 输出模块
第二章 SPCE061A 简介
语音处理功能:SPCE061A的语音处理功能是由凌阳公司自行开发的具有 音频编解码及各种语音压缩算法实现的。各种算法相应的程序模块存放 在语音算法库SCAM-LIB中,使用时只需调用相应的模块就可方便地实现 语音合成、语音播放、录音、识别等功能。 A/D转换功能:SPCE061A内部集成了8通道10位的A/D 转换器,采用逐次逼 近原理实现模/数转换,在检测连续变化的模拟量,如温度、压力、流量、 转速、声音、亮度时非常方便,在语音类仪器仪表、家用电器中得到较 好的应用。 开发调试方便: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,因此在其应用项 目开发调试中非常方便。
第二章 SPCE061A 简介
SPCE061A是凌阳科技公司系列产品中的16位微控制器芯片,内臵32k 闪存,其较高的处理速度使芯片能够非常容易、快速地处理复杂的数字信 号,适用于数字语音识别等应用领域。在2.6V～3.6V工作电压范围 内,SPCE061A的工作速度范围为0.32～49.152MHz,具备8通道10位ADC输入 功能,内臵的具有自动增益控制的麦克风输入功能,双通道10位DAC音频输 出功能及A、B两个I/O口输入输出功能，其内部结构见图。
第一章
绪论
背景：在西方经济发达国家，基于单品机声控系统的大量的语音识别产品已经进入市场。 一些用户电话机、手机已经包含了语音识别拨号功能，还有语音记事本、语音智能玩具等 产品也包括语音识别与语音合成功能。 我国对语音声控的研究起步比较晚，但也取得了很好的成绩，研究水平也从实验室逐 步走向实用。从1987年开始执行国家863计划后，国家863智能计算机专家组为语音识别技 术研究专门立项，每两年滚动一次。我国PC机语音识别技术的研究水平己经基本上与国外 同步，在汉语语音识别技术上还有自己的特点与优势，但独立开发的专用汉语语音识别芯 片还是较少，多数都是与国外研究机构合作开发研制的。 意义：单片机声控技术目前的主要应用主要为语音命令控制，它使得原本需要手工操作的 工作用语音就可以方便地完成。语音命令控制可广泛用于家电语音遥控、玩具、智能仪器 及移动电话等便携设备中。使用语音作为人机交互的途径对于使用者来说是最自然的一种 方式，同时设备的小型化也要求省略键盘以节省体积。随着计算机技术、模式识别和信号 处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。近 二三十年来，语音识别在工业、军事、交通、医学、民用诸方面，特别是在计算机、信息 处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着广泛的应用。当今，语音识别产品在人机 交互应用中已经占到越来越大的比例。