基于单片机的语音识别系统设计说明
基于单片机的语音识别系统
基于51单片机的语音识别系统设计的设计思路
基于51单片机的语音识别系统设计的设计思路
基于51单片机的语音识别系统设计一般分为以下几个部分：
1. 语音输入模块：这一部分需要一个语音输入模块,用于采集用户的语音信号。
一般常用的语音输入模块有麦克风、语音识别芯片等。
2. 信号处理模块：对采集到的语音信号进行预处理和特征提取处理,以便进行后续的识别处理。
主要的处理过程包括信号滤波、特征提取、特征参数处理、信号识别等。
3. 语音识别模块：根据信号处理后得到特征参数,使用语音识别算法对输入的语音进行识别,将语音信号转换成文本信息,表示用户交互的意图。
4. 控制处理模块：通过上述处理得到用户的控制信息,根据不同的控制信号执行对应的操作,如控制LED灯、语音合成等。
5. 外围控制模块：根据用户的需求,可以添加外围控制模块,包括LED灯、电机、蜂鸣器等,以实现更多实际应用需求。
整个系统的设计需要详细分析每个模块的功能和实现,根据实际应用需求进行硬件选型和系统设计,同时对系统进行综合测试和性能评估。
基于单片机的智能语音识别控制窗帘系统设计
4
系统测试与优化
系统测试与优化
1
完成硬件和软件设计后，需要 对系统进行测试和优化
2
测试主要包括语音识别的准确 率、窗帘电机的动作是否符合
预期等
3
根据测试结果对系统进行优化， 如调整语音识别算法的参数、 改进单片机程序的逻辑等，以
提高系统的性能和用户体验
5 结语
结语
A
本设计基于单片机的智能语音识别
硬件设计
窗帘电机模块
窗帘电机模块包括电 机和电机驱动器。电 机驱动器采用市面上 常见的L293D或L298N 等，能够驱动直流电 机或步进电机。电机 的输出轴连接到窗帘 的滑轨，通过电机的 正转或反转来实现窗 帘的开关和调节
3
软件设计
软件设计
语音识别算法
本系统采用基于关键 词的语音识别算法， 通过对用户输入的语 音进行预处理、特征 提取和匹配，识别出 对应的指令。语音识 别算法的具体实现可 以根据实际情况选择 合适的算法库或自行 开发
软件设计
单片机程序设计
单片机程序主要实现以下功能： 接收语音识别模块的指令、解析 指令、控制窗帘电机模块实现相 应的动作。程序中需要定义不同 的指令和对应的电机动作，如" 开窗帘"、"关窗帘"、"调节窗帘 "等指令
软件设计
电机控制逻辑
电机控制逻辑根据单片机的指令 来实现窗帘的开关和调节。对于 "开窗帘"指令，电机正转，直到 窗帘完全打开；对于"关窗帘"指 令，电机反转，直到窗帘完全关 闭；对于"调节窗帘"指令，电机 根据设定的速度和目标位置进行 调节，以达到用户要求的开度
控制窗帘系统，利用成熟的语音识
ATMEGAl28单片机的语音识别系统设计
基于ATMEGAl28单片机的语音识别系统设计随着科技的发展，一些新型的人机交互方式也随之诞生，带给人们全新的体验。
基于语音识别的人机交互方式是目前热门的技术之一。
但是语音识别功能算法复杂、计算量大，一般在计算机上实现，即使是嵌入式方面，多数方案也需要运算能力强的ARM或DSP，并且外扩RAM、FLASH等资源，增加了硬件成本，这些特点无疑限制了语音识别技术的应用，尤其是嵌入式领域。
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本系统采用的主控MCU为Atmel公司的ATMEGA128，语音识别功能则采用ICRoute公司的单芯片LD3320。
LD3320内部集成优化过的语音识别算法，无需外部FLASH，RAM资源，可以很好地完成非特定人的语音识别任务。
1整体方案设计1.1语音识别原理在计算机系统中，语音信号本身的不确定性、动态性和连续性是语音识别的难点。
主流的语音识别技术是基于统计模式识别的基本理论，原理如图1所示。
语音识别通常需要两个阶段完成。
第一阶段是训练，主要是提取语音特征，用户往往需要进行几次语音训练，经过预处理和特征提取后获得相应特征参数。
第二阶段是识别，识别过程就是将输入的语音特征参数和模型库中的参数进行相似性比较，最后输出匹配度最高的特征参数完成识别过程。
2硬件电路设计硬件框架如图2所示，电路主要由主控制器电路和语音识别电路组成。
ATMEGA128控制LD3320语音识别电路，输出结果由ATMEGA128处理，然后通过总线来控制不同的设备。
2.1控制器电路控制器选用Atmel公司生产的ATMEGA128芯片，采用先进的RISC结构，内置128KBFLASH，4KBSRAM，4KBE2PROM等丰富资源。
基于16位单片机的快速语音识别算法及其实现
基于16位单片机的快速语音识别算法及其实现基于16位单片机的快速语音识别算法及其实现随着科技的发展，语音识别技术越来越成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
在实际应用中，语音识别技术需要快速响应用户的指令，因此需要快速、准确地对语音进行识别。
本文将介绍一种基于16位单片机的快速语音识别算法及其实现。
一、算法原理基于16位单片机的快速语音识别算法主要分为两个部分：音频采集和语音识别。
其中，音频采集部分通过采集用户的语音信号，获得语音数据；语音识别部分通过特征提取和匹配算法，实现对语音的识别。
具体实现细节如下：1. 音频采集音频采集主要通过麦克风等音频输入设备实现，将用户的语音转化为数字信号。
在数字信号的处理过程中，需要对信号进行预处理，包括基音检测、消噪等操作，以提高识别的准确性。
2. 语音特征提取语音特征提取主要通过短时能量、过零率、梅尔频率倒谱系数(MFCC)等算法实现。
其中，MFCC算法将语音信号分成若干个时间段，对每个时间段内的语音信号进行频域分析，提取能够区分语音的特征。
这些特征可以用来构建语音的特征向量。
3. 语音识别语音识别主要通过模板匹配算法实现。
在模板匹配算法中，需要先预先存储一些特定的语音模板，然后将用户的语音信号与这些语音模板进行匹配。
匹配过程中，采用动态时间规整(DTW)算法，用来解决语音信号在长度、速度等方面的差异，从而实现对语音的准确识别。
二、算法实现基于16位单片机的快速语音识别算法可以通过蓝牙驱动芯片、麦克风等硬件设备实现。
具体实现过程如下：1. 硬件设计硬件设计主要包括蓝牙驱动芯片、麦克风、语音识别模块等硬件设备。
其中，蓝牙驱动芯片用于实现与外界的数据交互，麦克风用于采集用户的语音信号，语音识别模块用于实现对语音的识别和反馈。
2. 软件开发软件开发主要包括采集音频、预处理音频、提取特征、语音识别等部分。
在音频采集方面，可以采用STM32F103C8T6等16位单片机，实现对音频的采集和处理。
简易设计基于单片机的语音温度计
简易设计基于单片机的语音温度计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：在日常生活中，温度计是一种常用的测量温度的工具。
而随着科技的发展，基于单片机的温度计设计也成为了一种新的趋势。
今天，我们就来介绍一种简易设计基于单片机的语音温度计。
一、设计思路我们的语音温度计设计思路是利用单片机来读取温度传感器所采集到的温度值，并通过语音模块来将温度值转换成语音输出。
用户可以直接通过语音来获取当前温度，从而实现便捷的测温功能。
二、硬件设计在硬件设计方面，我们使用温度传感器来采集环境温度，并将采集到的数据传输给单片机进行处理。
我们还需要加入语音模块，将处理后的温度数据转换成语音输出。
整个设计中，单片机起着核心的作用，负责数据的处理和控制。
三、软件设计在软件设计方面，我们需要编写单片机的程序来实现温度数据的读取和处理，以及语音输出的控制。
具体来说，我们需要编写温度传感器的驱动程序和数据处理程序，以及语音模块的控制程序。
还需要考虑用户的交互设计，使得用户可以通过简单的语音指令来获取所需的温度信息。
四、功能实现通过以上的硬件和软件设计，我们实现了一款简易的基于单片机的语音温度计。
用户只需要触发语音模块，就可以通过语音输出得知当前的温度。
这种设计不仅减轻了用户的操作负担，还提升了测温的便捷性。
五、应用价值这种基于单片机的语音温度计具有广泛的应用价值。
在家庭生活中，用户可以轻松地获取室内外的温度信息，为生活提供便利。
在工业领域，可以用于监控生产环境的温度变化，保障生产的质量和安全。
这种设计还可以用于医疗领域，帮助医生和护士及时监测病人的体温。
基于单片机的语音温度计在实现简单的功能的也带来了便捷和实用的用户体验。
未来，随着科技的不断发展，更多基于单片机的智能温度计设计将不断涌现，为人们的生活和工作带来更多的便利和安全。
第二篇示例：简易设计基于单片机的语音温度计随着科技的不断发展，智能设备在人们生活中扮演着越来越重要的角色。
智能家居设备、智能手机等产品在人们的日常生活中起到了极大的便利作用。
基于单片机的语音识别系统设计及实现
基于单片机的语音识别系统硬件设计主要包括音频采集模块、信号处理模块 和单片机控制模块。音频采集模块负责捕捉用户的语音信息，并将其转换为电信 号；信号处理模块包括降噪、预处理、特征提取等环节，将采集到的电信号转换 为可供识别的特征向量；单片机控制模块则负责对特征向量进行比对和识别，最 终输出识别结果。
三、实现
1、采集：通过麦克风等音频设备，采集用户的语音信息。
2、传输：将采集到的语音信息进行数字化处理，通过A/D转换器转换为数字 信号。
3、处理：对数字信号进行预处理、特征提取等操作，使其成为可供识别的 特征向量。
4、输出：将特征向量输入到模式识别算法中，与预定的模板进行比对，最 终输出识别结果。
四、优化
1、提高语音识别率：引入更先进的特征提取算法和模式识别算法，提高系 统的识别准确性。
2、降低系统功耗：优化硬件设计和软件算法，降低系统的功耗，延长系统 的工作时间。
3、实时性优化：提高系统的数据处理能力，缩短语音识别的响应时间，提 高系统的实时性。
4、鲁棒性优化：加强系统的抗干扰能力，降低环境噪声和个体差异对系统 性能的影响。
4、人机交互模块
人机交互模块将识别结果呈现给用户，本系统中采用LCD显示屏和LED指示灯 作为人机交互界面。当语音识别成功时，LCD显示屏将显示识别结果，同时LED指 示灯将亮起；当识别失败时，LCD显示屏将显示错误信息，同时LED指示灯将闪烁。
三、软件设计
1、音频采集与预处理
在软件设计中，首先要实现音频采集与预处理。通过配置STM32单片机的ADC 模块，实现麦克风音频信号的采集。采集到的音频信号经过放大、滤波等预处理 操作后，送入语音识别模块进行处理。
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基于单片机的智能语音识别系统设计毕业设计论文
基于单片机的智能语音识别系统设计（硬件部分）系别：专业班：姓名：学号：指导教师：基于单片机的智能语音识别系统设计(硬件部分)The Design of Intelligent SpeechRecognition System Based onSingle-chip Computer(HardWare)摘要本文设计一个让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术的语音识别系统。
本语音识别系统以LD3320语音识别芯片为核心部件，主控MCU选用STC10L08XE。
主控MCU通过控制LD3320内部寄存器以及SPI flash实现语音识别和对话。
通过麦克风将声音信息输入LD3320进行频谱分析，分析后将提取到的语音特征和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配，找出得分最高的关键词语作为识别结果输出给MCU，MCU针对不同的语音输入情况通过继电器对语音命令所对应的电器实现控制。
同时也可以通过对寄存器中语音片段的调用，实现人机对话。
设计中，电源模块采用3.3V供电，主要控制及识别部分采用LM1117-3.3稳压芯片，语音播放及继电器部分采用7812为其提供稳定的电流电压。
寄存器采用一片华邦SPI flash芯片W25Q40AVSNIG，大小为512Kbyte。
系统声音接收模块采用的传感器为一小型麦克风——驻极体话筒，在它接收到声音信号后会产生微弱的电压信号并送给MCU。
另外系统还采用单片机产生不同的频率信号驱动蜂鸣器来完成声音提示，此方案能完成声音提示功能，给人以提示的可懂性不高，但在一定程度上能满足要求，而且易于实现，成本也不高。
关键词：语音识别 LD3320 STC10L08XE单片机频谱分析AbstractThis paper designs a hi-tech speech recognition system which enables machines to transfer speech signals into corresponding texts or orders by recognizing and comprehending. The centerpiece of the speech recognition system is LD3320 voice recognition chip，its master MCU is STC10L08XE. Master MCU achieve voice conversation by controlling the internal registers and SPI flash LD3320.The sound information is inputted into LD3320 by microphone to do spectrum analysis. After analyzing the voice characteristics extracted are compared and matched with the key words in the list of key words.Then the highest scores of key words found would be output to MCU as recognition results. MCU can control the corresponding electrical real of speech recognition for different voice input through the relays and can also achieve voice conversation through a call to voice clips in register.In the design,power module uses 3.3V.The main control and identification part adopt LM1117-3.3 voltage regulator chip,and 7812 is used to provide stable current and voltage for the part of voice broadcast and relay.Register uses chip SPI flash W25Q40A VSNIG which is 512Kbyte. The sensor used in the speech reception module of the design is microphone,namely electrit microphone.After receiveing the sound signal,it can produce a weak voltage signal which will be sent to MCU. In addition,the system also adopts a different frequency signals generated by microcontroller to drive the buzzer to complete the voice prompt, and this program can complete the voice prompt.The program gives a relatively poor intelligibility Tips.However, to some extent,it can meet the requirements and is easy to implement and the cost is not high.Key words：Speech Recognition LD3320 STC10L08XE Single-chip computer Spectrum Analysis目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1设计方案 (5)1.1 系统设计要求 (5)1.2总体方案设计 (5)2 系统硬件电路设计 (6)2.1电源模块 (6)2.2 寄存器模块 (6)2.3 控制单元模块 (7)2.3.1 STC10L08XE单片机简介 (8)2.3.2 STC11/10xx系列单片机的内部结构 (10)2.4 声音接收器模块 (10)2.5 声光指示模块 (11)2.6 语音识别模块 (11)2.6.1 LD3320芯片简介 (11)2.6.2 功能介绍 (12)2.6.3 应用场景 (13)2.6.4 芯片模式选择 (15)2.6.5 吸收错误识别 (16)2.6.6 口令触发模式 (17)2.6.7 关键词的ID及其设置 (18)2.6.8 反应时间 (18)3 系统软件设计 (20)3.1 系统程序流程图 (20)3.2 系统各模块程序设计 (20)3.2.1 主程序 (20)3.2.2 芯片复位程序 (27)3.2.3 语音识别程序 (28)3.2.4 声音播放程序 (37)4 系统调试 (44)4.1 软件调试 (44)4.1.1 上电调试 (44)4.1.2 读写寄存器调试 (44)4.1.3 检查寄存器初始值 (44)4.2 硬件电路调试 (45)4.2.1 硬件检查 (45)4.2.2 硬件功能检查 (45)4.3 综合调试 (46)结论 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录1实物图片 (50)附录2系统电路图 (51)绪论课题背景及意义让机器听懂人类的语音，这是人们长期以来梦寐以求的事情。
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基于单片机的语音识别系统摘要近几年来，智能化和自动化技术在玩具制造领域中越来越被关注。
本文介绍一种智能化小车控制系统的设计——语音控制小车。
语音控制小车是基于SPCE061A的代表性兴趣产品，它配合61板推出，综合应用了SPCE061A的众多资源，小车采用语音识别技术，可通过语音命令对其行驶状态进行控制。
首先介绍了SPCE061A的主要性能及其引脚的功能；接着完成了电源电路、复位电路、键盘电路、音频输入电路，音频输出电路和无线控制电路等硬件功能模块的设计。
软件设计模块能实现智能小车的前进、后退、转向、停止、避障、表演动作以及循线等功能。
测试表明，在环境背景噪音不太大，控制者的发音清晰的前提下，语音控制小车的语音识别系统能对特定的语音指令做出智能反应，做出预想中的有限的动作关键词：spec061a 语音识别驱动电路声控小车智能反应AbstractIn recent years, Intelligent and automation technology in the toy manufacture have been paid more and more attention.Introduce an intelligent vehicle control system design. SPCE061A program the system to single-chip, based on implementation of the car's voice control, This paper introduces the hardware sub-system design and implementation. The SPCE061A's main characters and pin function are introduced firstly. Completed the power circuit, reset circuit, keyboard circuitry, audio input circuits, audio output circuit and control circuit of wireless hardware such as the design of function modules. Software design module can achieve smart car forward, backward, turn, stop, obstacle avoidance, performing actions, as well as on-line functions. Test showed that the background noise in the environment is not too great, control persons under the premise of clear pronunciation, voice control car speech recognition systems for specific voice commands to make intelligent reaction, limited to the desired action.Keywords: spec061a 、voice recogniton、Driving circuit、Voice control dolly、intelirent response目录摘要 (I)Abstract ............................................................................ I I 目录.................................................................................. I II 前言.. (1)1 方案介绍及设计简介 (2)1.1小车的控制要求及设计方案 (2)1.1.1小车的控制要求 (2)1.1.2方案设计与论证 (2)1.2SPCE061A 简介 (3)1.2.1SPCE061A单片机概述 (5)1.2.2SPCE061A的介绍 (7)1.2.3SPCE061A的结构 (7)1.3SPCE061A 单片机强大的语音功能 (8)1.3.1语音识别的原理 (8)1.3.2系统的结构框图 (9)1.4语音控制小车设计要求 (10)1.4.1功能要求 (10)1.4.2语音控制小车的主要功能 (10)1.4.3参数说明 (10)1.4.4注意事项 (10)2电路设计及程序设计 (11)2.1电路设计基础知识 (11)2.2电路方框图及说明 (13)2.3各部分电路设计 (13)2.3.1电机的选择 (14)2.3.2继电器驱动电路的设计 (14)2.3.3行驶状态控制电路设计 (15)2.3.4麦克录音输入及AGC电路 (16)2.3.5语音播报电路 (18)3软件设计 (19)3.1软件流程图及设计思路说明 (19)3.1.1程序设计 (20)3.2模块设计 (20)3.2.1中断流程图部分 (20)3.2.2语音识别部分 (22)4连接和操作说明 (25)4.1硬件模块连接图 (25)4.1.1功能说明 (25)4.1.2代码下载 (26)4.1.3训练小车 (27)4.1.4声控小车 (28)4.1.5重新训练 (28)总结 (30)致 (31)参考文献 (32)附件1 系统程序说明 (33)前言语音识别技术是近年来十分活跃的研究领域。
语音识别系统的实用化研究是语音识别研究的一个主要方向。
以玩具市场为例，具有高科技含量的电子玩具、智能玩具发展迅猛，电子互动式、智能化玩具已经成为玩具行业发展的主流。
我国是玩具生产和出口大国，但在高科技玩具的发展方面和国外的差距很大，因此，及时投入精力广泛开展这方面的研究，无论对技术创新应用，还是社会经济发展，都有巨大的现实意义。
与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。
语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。
近二十年来，语音识别技术取得显著进步，开始从实验室走向市场。
语音识别功能大大增加了玩具使用的乐趣，并使玩具体现出一定的智能性，因此成为大部分电子玩具、智能玩具设计中使用的关键技术。
本文利用凌阳单片机设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。
该设计将遥控车由传统的手动遥控改成了语音识别遥控，集成了先进的语音识别技术，加上小车的机动灵活的特点，使控制者可以通过语音控制小车实现预设动作，从而释放控制者的双手，而且小车和控制者之间还具有一定的交互功能。
所以此次研究具有较强的实用性和发展前景。
1 方案介绍及设计简介1.1小车的控制要求及设计方案1.1.1小车的控制要求论文设计的要要用语音来控制小车的行驶状态。
根据开始语音训练录制的语音命令来控制小车的前进、倒退、左转、右转和停止；在行驶的过程中小车通过光电传感器自动检测障碍物，并且自动避开障碍物绕道行驶。
在整过行驶过程中小车自动记录行驶的路程和时间。
1.1.2方案设计与论证本系统为典型的实时控制系统，易用单片机控制来实现，这里以凌阳SPCE061A单片机为主控元件，提出两种设计方案。
方案一：采用凌阳SPCE061A十六位单片机，对小车的整个行驶过程进行实时监控，完成所有功能需要24个I/O口，由于凌阳SPCE061A 单片机提供32个I/O口，一片即可实现所有功能，这为设计过程提供了极大方便。
其主要设计思想是：小车上，安装一个霍尔元件利用单片机的IOB3外部中断判别轮胎转数的结果用以计算路程；安装三个检测障碍物的光电检测器和一个碰撞开关，利用IOB4、IOB5、IOB6用扫描的方式来控制拐弯和返回；利用单片机的IOB8-IOB11控制继电器选择小车的正、反向行驶；凌阳SPCE061A十六位单片机提供了丰富的时基信源和时基中断，给设计者以大量的选择空间，并给设计者提供精确的时基计数，其加减速通过大功率电阻消耗功率来实现。
整体框架如图1，这种方案可以使程序简单，易于控制。
方案二：此方案也采用凌阳SPCE061A十六位单片机，与第一种方案不同之处在于利用单片机的IOB8 、IOB9产生控制调速的脉宽和控制小车的正、反行驶，用凌阳SPCE061A十六位单片机的TimeA和TimeB很容易实现脉宽调制，这大大加强了用脉宽调制控制加减速的可选性，但对继电器要求较高，这里考虑到大众化设计，采用第一个方案。
图1 系统原理框图1.2SPCE061A 简介在众多的单片机中，如C51、ARM、AVR等，我们选择了凌阳系列的单片机，采用的是凌阳61单片机，因为它本身具有音频处理功能，我们板子上具有音频输出，输入通道，具有麦克风，扬声器等硬件。
在凌阳公司提供的开发环境中本身就具有关于音频处理的库函数以及音频压缩软件，在进行处理的时候比较容易，所以我们选择凌阳61的单片机，基本结构如下图所示：凌阳61单片机及硬件基本结构SPCE061A 是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，该芯片拥有8 路10 位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且置有自动增益电路。
这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。
两路10 精度的DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。
另外凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。
在此环境中，支持标准C 语言，可以实现C 语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件：SPCE061A 片还集成了一个ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而ICE 接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（unSP IDE）用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口进行下载。
SPCE061A 是继μ’nSP™系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一款16位结构的微控制器。
与SPCE500A不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能，SPCE061A里嵌32K字的闪存（FLASH）。
较高的处理速度使μ’nSP™能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。
因此，与SPCE500A相比，以μ’nSP™为核心的SPCE061A微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种最经济的选择。