SPCE061A在智能語(yǔ)音識(shí)別避障機(jī)器人中的設(shè)計(jì)應(yīng)用
現(xiàn)代社會(huì)中機(jī)器人這個(gè)詞語(yǔ)已經(jīng)不再新鮮,而且形形色色的機(jī)器人出現(xiàn)在我們的日常生活中。為了提高廣大單片機(jī)愛(ài)好者學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣,在凌陽(yáng)科技教育推廣中心的興趣產(chǎn)品智能機(jī)器人的基礎(chǔ)上,配合超聲波傳感器的使用,使機(jī)器人具有障礙檢測(cè)功能。本文對(duì)這個(gè)避障機(jī)器人的軟硬件制作進(jìn)行介紹。
1 引言
為了提高廣大單片機(jī)愛(ài)好者學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣,凌陽(yáng)科技教育推廣中心推出了應(yīng)用SPCE061A作為主控制器,外加電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路制作的智能機(jī)器人。該機(jī)器人采用特定人語(yǔ)音識(shí)別對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制,可以完成向前走、倒退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、跳兩首舞曲、向左瞄準(zhǔn)、向右瞄準(zhǔn)、發(fā)射、連續(xù)發(fā)射等功能。在此基礎(chǔ)上,配合凌陽(yáng)科技教育推廣中心推出的超聲波測(cè)距模組,為機(jī)器人增加了活動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)前方障礙物、遇到障礙停止運(yùn)動(dòng)并向前方發(fā)射飛盤(pán)等功能,進(jìn)一步豐富了機(jī)器人的功能,可以大大提高在校學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣。
2 模組特性簡(jiǎn)介
2.1 SPCE061A特性簡(jiǎn)介
SPCE061A是凌陽(yáng)科技研發(fā)生產(chǎn)的性價(jià)比很高的一款十六位單片機(jī),使用它可以非常方便靈活的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的錄放系統(tǒng),該芯片擁有8路10位精度的ADC,其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道,并且內(nèi)置有自動(dòng)增益電路。這為實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄入提供了方便的硬件條件。兩路10位精度的DAC,只需要外接功放(SPY0030A)即可完成語(yǔ)音的播放。另外凌陽(yáng)十六位單片機(jī)具有易學(xué)易用的效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中,支持標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言,可以實(shí)現(xiàn)C語(yǔ)言與凌陽(yáng)匯編語(yǔ)言的互相調(diào)用,并且,提供了語(yǔ)音錄放的庫(kù)函數(shù),只要了解庫(kù)函數(shù)的使用,就會(huì)很容易完成語(yǔ)音錄放,這些都為軟件開(kāi)發(fā)提供了方便的條件:
特性:
16位μ'nSP微處理器;
工作電壓:內(nèi)核工作電壓VDD為3.0~3.6V(CPU),IO口工作電壓VDDH為VDD~5.5V(I/O);
CPU時(shí)鐘:0.32MHz~49.152MHz;
內(nèi)置2K字SRAM;
內(nèi)置32K閃存ROM;
可編程音頻處理;
晶體振蕩器;
系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài)),耗電小于2μA@3.6V;
2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值);
2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道;
32位通用可編程輸入/輸出端口;
14個(gè)中斷源可來(lái)自定時(shí)器A / B,時(shí)基,2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入,鍵喚醒;
具備觸鍵喚醒的功能;
使用凌陽(yáng)音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒),能容納210秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù);
鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào);
32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘;
7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器;
聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制(AGC)功能;
具備串行設(shè)備接口;
低電壓復(fù)位(LVR)功和低電壓監(jiān)測(cè)(LVD)功能;
內(nèi)置在線仿真板(ICE,In- Circuit Emulator)接口。
2.2 超聲波模組簡(jiǎn)介
2.2.1 功能簡(jiǎn)介
三種測(cè)距模式選擇跳線J1(短距、中距、可調(diào)距):
短距:20cm~100cm左右(根據(jù)被測(cè)物表面材料決定),精度1cm;
中距:70cm~400cm左右(根據(jù)被測(cè)物表面材料決定);
可調(diào):范圍由可調(diào)節(jié)參數(shù)確定,當(dāng)調(diào)節(jié)在合適的值時(shí),最遠(yuǎn)測(cè)距700cm左右;
2.2.2 電氣參數(shù)
超聲波傳感器諧振頻率:40KHz
模組傳感器工作電壓:4.5V~9V
模組接口電壓:4.5V~5.5V
2.2.3 超聲波發(fā)射電路原理圖
圖 2-1 超聲波諧振頻率調(diào)理電路原理圖
由單片機(jī)產(chǎn)生40KHz的方波,并通過(guò)模組接口(J4)送到模組的CD4049,而后面的CD4049則對(duì)40KHz頻率信號(hào)進(jìn)行調(diào)理,以使超聲波傳感器產(chǎn)生諧振。
2.2.4 超聲波回波接收處理電路
圖 2-2 超聲波回波接收處理電路
超聲波接收處理部分電路前級(jí)采用NE5532構(gòu)成10000倍放大器,對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大;后級(jí)采用LM311比較器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行調(diào)整,比較電壓為L(zhǎng)M311的3管腳的輸入,可由J1跳線選擇不同的比較電壓以選擇不同的測(cè)距模式。
2.2.5 電源接口
圖 2-3 超聲波模組的電源接口電路
為外部電源接口,最高電壓不要超過(guò)12V,J2為電源選擇跳線,VCC_5即為由61板通過(guò)10PIN排線引入模組的電源;VCC即為模組的放大器、調(diào)理電路的供電電源。當(dāng)用戶使用61板為其供電時(shí),要把VCC與VCC_5V短接;而使用外部電源時(shí),要把VCC與VCC_IN短接。
2.2.6 測(cè)距模式選擇跳線
圖2-4 超聲波測(cè)距模式選擇跳線電路
模組提供了測(cè)距模式選擇跳線J1,可以選擇短距測(cè)量模式、中距測(cè)量模式,或距離可調(diào)模式。跳線選擇LOW時(shí)為近距測(cè)量模式,選擇HIG時(shí)為中距測(cè)量模式;選擇SET時(shí)為距離可調(diào)模式。凌陽(yáng)科技大學(xué)計(jì)劃提供了短距測(cè)量模式和中距測(cè)量模式的完整程序(其中ultrasonic_Low為短距測(cè)量模式程序;ultrasonic_long為中距測(cè)量模式程序)。
2.2.7 模組接口
圖 2-5 超聲波模組接口電路
評(píng)論