基于SPCE061A的智能小車機器人的設計

摘 要： 介紹了一種基于SPCE061A 的智能音控小車機器人的設計過程， 給出了智能小車的硬件構成。從軟件設計的角度闡述了小車使用語音辨識和中斷技術的智能控制算法， 并詳細說明了語音辨識技術在智能小車上的實現過程。實驗表明智能小車運作良好。

0 引言

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展， 汽車無需人工操縱已經成為國內外一個比較熱門的話題， 許多人都希望這個愿望早日實現， 使自己在更輕松、自由、安全的過程中完成行程。

實現汽車智能化的技術非常多， 本文利用目前比較熱門的技術語音控制技術， 實現小車自動前進、后退、左拐、右拐等， 當然所設計的小車只是智能汽車的微模型， 還處于模擬演示階段， 要真正實現智能汽車為人服務還有很長一段距離。

1 智能車的核心控制器

SPCE061A 是一款16位獨具語音特色的控制器， 片內采用的nSPTM （ microcontro ller and signal processor） 核心處理器， 具有較高的處理速度， 能夠完成16位算術邏輯運算、16 × 16位硬件乘法運算和DSP內積濾波運算， 能夠快速處理復雜的數字信號， 不需要額外的專用語音控制芯片， 就能實現語音的編解碼等， 既節(jié)省了設計成本， 又能滿足一定的控制要求。控制器采用模塊化架構， 集成了ICE（在線仿真）、鎖相環(huán)振蕩器、時基控制器、7通道10位AD轉換器、單通道AD+ AGC（自動增益）轉換器、雙通道10位DA轉換器、通用異步通信接口、串行輸入輸出接口、電壓監(jiān)控等模塊， 其結構如圖1所示。

圖1 SPCE061A 控制器的結構圖

2 智能小車的總體設計

智能小車整體主要由語音輸入電路、語音輸出電路、SPCE061A 控制器、驅動電路等組成。小車的SPCE061控制器通過內置麥克放大器和自動增益功能的A /D 通道、D /A通道實現語音控制， 語音觸發(fā)小車動作， 小車動作后， 隨時可以通過語音指令改變小車的運動狀態(tài)， 如果行進過程中遇到前方有障礙， 小車會自動停車。

3 智能小車的硬件設計

1） 語音輸入電路。

小車的語音輸入電路如圖2所示。其中， VM IC 提供傳聲器的電源， VSS是系統的模擬地， VCM 為參考電壓， 1腳和2腳分別是傳聲器X1 的正極、負極的輸入引腳。當對著傳聲器講話時， 1腳和2 腳將隨著傳聲器輸入的聲音產生變化的波形， 并在SPCE061A 的兩個端口處形成兩路反相的波形， 送到SPCE061A 控制器內部的運算放大器進行音頻放大， 經過放大的音頻信號， 通過ADC轉化器轉化為數字量， 保存到相應的寄存器中, 然后對這些數字音頻信號進行壓縮、辨識、播放等處理。

圖2 語音輸入電路