简易语音控制小车的设计

### 简易语音控制小车的设计 #### 引言 语音控制小车是一种通过语音命令来进行控制的小型车辆，其内部集成了语音识别模块。当用户发出不同的语音指令（例如“前进”、“后退”）时，小车能够识别这些指令并做出相应的动作。这种技术因其趣味性和互动性而在智能玩具领域得到了广泛应用。 #### 语音识别模块 语音识别模块通常有多种类型，比如基于多带通滤波器和线性匹配电路的专用模块、基于人工神经网络的语音识别专用芯片以及语音识别系统级芯片等。本文所讨论的简易语音控制小车采用了台湾凌阳公司的一款8位单片机作为核心部件，这款单片机具备较高的性价比，并且易于扩展。 这款单片机不仅集成了语音输入采样（话筒）、处理器、音频输出提示（喇叭）等功能，而且还包含了预放大和功率放大等电路，只需要添加少量外部组件就能实现完整的语音识别、语音合成以及语音回放等功能。此外，这款单片机还具有以下特点： - 内置存储器容量较大，拥有4K字的程序存储器和256字的数据存储器； - 集成在线仿真接口； - 提供免费集成开发环境（IDE）； - 包含程序开发包，包括语音识别函数和示例代码，便于快速开发。 #### 硬件设计 语音控制小车主要由电动小车、小车驱动电路和语音识别模块三部分组成。电动小车由车身和小型直流电机组成，可以直接在市场上购买价格约为30元的小电动车来实现。小车驱动电路由四个二极管构成H型连接，可以控制直流电机正转和反转。为了避免小车启动时的电压波动对单片机造成影响，需要在语音识别模块和小车驱动之间加入光电隔离，并且两部分分别使用独立的电源供电。 #### 软件设计 软件设计主要包括特定人的语音识别技术，它由初始化、特定人语音训练和特定人语音识别三个部分组成。特定人语音训练模块主要是让用户按照预设的命令进行发音，单片机会采集语音样本、进行特征提取并将这些特征存储到内存中，以建立命令模型库。主函数中的语音识别模块会对话筒采集到的声音进行特征提取，并与命令模型库进行比较以完成模式匹配。 具体实现方面，可以利用凌阳公司提供的程序开发包中的语音识别库函数。程序流程图如下所示： 1. 初始化：包括存储器初始化、命令模型库清空等操作。 2. 特定人语音训练： - 播放开始训练的提示音。 - 训练前进命令。 - 训练后退命令。 3. 特定人语音识别： - 识别器初始化。 - 获取语音，启动实时监控函数。 - 开始识别命令。 - 播放开始语音识别的提示音。 - 反复监测语音，进行语音识别。 #### 实现细节 主程序流程中包含了以下几个关键步骤： - 初始化阶段包括存储器初始化以及清除命令模型库。 - 特定人语音训练阶段，首先播放提示音告知用户开始训练，然后分别对前进和后退命令进行训练。 - 特定人语音识别阶段，通过初始化识别器、获取语音信号并进行实时监控来识别用户的语音命令。 - 当识别到前进或后退命令时，执行相应的小车前进或后退操作。 通过这种方式，简易语音控制小车能够根据用户的语音命令准确地执行前进或后退动作，实现了基本的语音控制功能。