凌阳单片机语音控制小车课设报告文档格式.docx
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班级：
学号：
实验部分考核
考核内容
分值
得分
基本设计任务的完成情况
40
附加设计任务的完成情况
10
对教师提问的回答情况
总结报告评分
评分内容
内容完整、字数达标
20
层次清晰、重点突出、分析透彻
书写规范、文字流畅
5
有独特见解、有一定的创新
总成绩：
指导教师签字：
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
姓名：
院（系）：
电气学院
专业：
光电信息工程班号：
任务起至日期：
2009年8月31日至2009年9月11日
课程设计题目：
语音控制小车
设计要求和技术参数：
一、功能要求
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。
主要功能：
1．可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能；
2．可以增加原地转圈、S型路线前进、前进一段距离后自动返回等功能；
3．配合SPCE061A的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能；
4．可以在行走过程中声控改变小车运动状态；
5．在超出语音控制范围时能够自动停车。
二、参数说明
车体：
双电机两轮驱动
供电：
电池（三节AA：
1.5V×
3）
工作电压：
DC4V~6V
工作电流：
运动时约200mA
尺寸：
155mm×
85mm×
35mm（长×
宽×
高）（如果加上61板高再加15mm）
工作量
学习凌阳单片机
熟悉凌阳单片机开发环境及程序流程设计和编写
程序装载调试运行各种拟实现的功能
撰写结题报告准备验收
工作计划安排
学习凌阳单片机9.1---9.2
熟悉凌阳单片机开发环境及程序流程设计和编写9.3---9.4
程序装载调试运行各种拟实现的功能9.5---9.8
撰写结题报告准备验收9.9---9.11
同组设计者及分工
同组人：
曹兴
分工：
共同完成凌阳单片机学习过程；
其余所有部分独立完成。
指导教师签字___________________
年月日
教研室主任意见：
教研室主任签字___________________
年月日
*注：
此任务书由课程设计指导教师填写。
单片机课设报告
一、课设目的及要求
（1）课题目的
通过设计一个由单片机控制的智能小车来熟悉模块化变成方法掌握C语言汇编语言的程序设计和调试方法，并理解单片机的原理，结构，指令，运行模式功能模块及应用开发方法。
（2）课题意义及单片机发展现状
科技的进步需要技术不断的提升。
一块大而复杂的模拟电路花费了工程师们巨大的精力，繁多的元器件增加镣动的成本。
而现在，只需要一块几厘米见方的单片机，写入简单的程序，就可以使以前的电路简单很多。
单片机技术的出现，不管在开发或是工作上，都为我们带来了意想不到的惊喜。
1946年第一台电子计算机诞生至今，只有60年的时间，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路，现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管，使得计算机体积更小，功能更强。
特别是近20年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。
单片机也得到广泛的应用。
（3）设计要求
基本设计任务：
前进、倒车、左拐、右拐的功能。
附加设计任务：
（1）原地转圈；
（2）S型路线前进；
（3）8字路线前进；
（4）前进一段距离后自动返回；
（5）倒转180度；
二、课题设计的主要内容和具体实施方案
（1）主要内容
1．可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转等功能；
2．配合SPCE061A的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能；
3．可以在行走过程中声控改变小车运动状态
（2）实施方案
1系统综述
凌阳公司推出众多基于µ
’nSP内核的单片机系列，今天用于本次课程设计的是一款SPCE061A型单片机，该款单片机具有体积小、集成度高、易扩展、可靠性高、功能低、结构简单、中断处理能力强等特点，内嵌32K字闪存FLASH，处理速度高，能够方便的完成普通单片机的功能，尤其适应于数字语音播报和识别等应用领域，是数字语音识别与语音信号处理的理想产品，得到了广泛的应用。
2硬件结构框图
采用SPCE061A实现：
由于SPCE061A内部具有语音识别和语音播放功能，所以只需要扩展基本的MIC和语音输出模块即可。
控制板的J5焊接10PIN排针，用10PIN排线将61板的J7（IOBH）与控制板的J5连接，连接时注意方向。
最后把喇叭接好，小车的硬件连接就完成了。
该方案结构如图所示。
3注意事项
1．安装电池一定要注意电池的正负极性，切勿装反；
2．长期不用请将电池从电池盒中取出；
3．由于语音信号的不确定性，语音识别的过程会出现一定的误差和不准确性；
4．由于小车行动比较灵活，速度比较快，在使用时一定要注意保持场地足够大，且保证不会对周围
的物体造成伤害；
5．不要让小车长时间运行在堵转状态（堵转状态：
由于小车所受阻力过大，造成小车电机加电但并
不转动的现象），这样会造成很大的堵转电流，有可能会损坏小车的控制电路。
4训练小车
成功下载程序以后，去掉下载线并复位系统（如果使用EZ-Probe还应将Probe选择跳线S5拔去），小车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“前进”为例说明：
步骤一：
小车提示“前进”；
步骤二：
告诉小车“前进”；
步骤三：
小车提示“请再说一遍”（重复训练提示音）；
步骤四：
再次告诉小车“前进”（重复训练一次）。
这是一个完整的训练过程，如果训练成功，小车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，小车会提示“说什么暗语呀”或者“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——前进——后退——左拐——右拐。
整个的训
练流程如图所示：
5声控小车
训练完小车之后，怎样进行声控操作，让小车运动或者停下来呢？
可以直接对小车说前进，或者倒车、左拐、右拐等，小车如果识别出指令会有一个回应信号，告知你
它要执行的动作，然后执行该动作。
如果想要小车执行其它动作，直接告诉小车将要执行动作对应的指令即可。
比如在前进时告诉小车“倒车”，小车识别出之后就会直接倒车。
如果在小车运动的过程中想要小车停下来，可以直接呼叫小车的名字，小车准确识别之后就会停下来。
6重新训练
在实际的使用过程当中，可能会对训练的结果不满意，或者其他人也想对它进行训练、控制。
这样就
要求小车可以被重新训练。
为此，我们把61板的KEY3键定义为重新训练按钮，系统运行之后就会不断的扫描61板的KEY3键。
如果检测到KEY3键按下，那么程序首先会把训练标志位（0xe000）单元擦除，并会进入一个死循环等待复位的到来。
复位到来之后，程序检测到训练标志单元内容为0xffff，认为小车没有经过训练，就会要求对它进行训练。
7小车的功能实现原理
---直走:
小车由两个电机驱动，前两轮轴间一个控制转向，后两轮轴间一个提供前进动力。
直走时要求后轮提供动力（01电机前传10电机后转），前轮不执行转弯动作（即直走）故前进置IOB11---IOB8为0001倒车置IOB11---IOB8为0010
---转弯的实现：
转弯时要求后轮提供动力，前轮至相应的控制口0或1实现转弯，左转置IOB11---IOB8为0101右转为1001过程语音识别的原理）
---语音识别的原理
在训练中每五个语音命令为一组存入RAM中，再将RAM中的命令读入FLASH的某一特定地址为一组，后清空RAM再接收另外一组的五个命令，通过MIC接收语音后先判断属于那一组后去相应组中取指令到RAM，以后便可以执行相应指令对应的动作。
8小车控制板原理图
控制板主要包括：
接口电路、电源电路和两路电机的驱动电路。
控制板原理图如图所示。
三：
设计要解决的关键问题
本次语音控制迷你小车设计方案中要解决的关键问题为程序的编写以及附加功能的实现。
要在不断的改动中完善方案。
（1）如何编写前进倒车等基本功能的程序
（2）在基本功能程序的基础上实现S型8字形等稍复杂功能
（3）如何录制导入新的语音
（4）如何实现训练过程的高灵敏度
（5）如何实现模块化的变成思想
结题报告
结题综述：
通过为期两个星期的单片机课程设计，完成了大部分实验要求，基本熟悉模块化变成方法掌握C语言、汇编语言的程序设计和调试方法，并理解单片机的原理，结构，指令，运行模式功能模块及应开发方法。
了解了利用单片机开发智能控制器械的原理。
一、课题完成情况
完成了语音控制小车的基本功能和3个附加功能。
二、结题综述
1硬件电路介绍
本作品是由凌阳61单片机（16位）和语音控制小车构成，小车与单片机的链接是由单片机的IOB和小车PCB控制电路板的10PIN端口链接实现的。
小车由两个电机提供动力后轮为提供动力电机，前轮的为控制转向电机。
电源由三节五号电池提供。
2功能介绍
本装载程序的单片机可实现语音训练语音识别并控制相应动作的功能
---识别:
在训练中每五个语音命令为一组存入RAM中，再将RAM中的命令读入FLASH的某一特定地址为一组（本作品只有五个动作，故只有一组，不必组间跳转），后清空RAM再接收另外一组的五个命令
---判断：
通过MIC接收语音后先判断属于那一组后去相应组中取指令到RAM，以后便可以执行相应指令对应的动作（每组中都有控制组间跳转的指令，本作品没有应用）
---完成后的作品可实现语音控制前进到车转圈S前进等功能
3软件流程说明
三、设计过程中发现的问题及解决方案
1单片机焊接完成后，打开电源，power指示灯不亮，短时间电池变得很热。
解决方发：
依次排查电路发现有两个二极管焊反，拆下二极管重新焊接修复后一切功能正常。
2修改程序实现附加功能，在sn文件夹添加语音文件，结果调试时无法读出。
解决方法：
在Demo和sourse中需重新修改、设定添加的语音文件。
四、课程设计的心得体会
经过此次课程设计，对上一学期学习的《单片机原理及应用》课程加深了理解，知道了单片机实际应用的开发过程。
提高了综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决实际问题的能力。
提高了在程序设计、查阅资料和应用计算机等方面的能力。
五、参考文献
《单片机原理及应用》张毅刚主编高等教育出版社
凌阳61A实验仪实验指导书凌阳大学计划
凌阳6116位单片机指导书凌阳大学计划
凌阳SPCE系列单片机原理及应用系统设计与开发北京航空航天大学出版社
六、感谢
感谢学校、学院给我们提供了动手的机会，更感谢课设过程中胡老师的悉心指导与帮助。
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