基于单片机的智能语音小车硬件设计

基于单片机的智能语音小车硬件设计,基于,单片机,智能,语音,小车,硬件,设计 基于单片机的智能语音小车硬件设计专业名称：自动化学生姓名：吴晗指导教师：李雪霞本设计实现的内容本课题是使用的LD3320模块作为语音的识别和输出模块，使MC9S12XS128微处理器作为处理芯片，对来自语音模块的命令信息进行判别扫描，根据其内容给出车模电机的驱动命令和舵机的方向控制，使小车按照语音命令实现前进、后退、左转向、右转向等预期的动作。整体结构框图Ld3320语音识别模块时钟模块复位按键 单 片 机驱动模块舵机电机设计方案LD3320为声音传感器；STC90LE52接收和处理语音传感器传来的信号，并且输出处理后能让16位飞思卡尔单片机MC9S12XS128微处理器识别的信号；当MC9S12XS128微处理器接收到信号会控制电机的驱动模块使电机实现相应的正反转，同时控制舵机的转向；LM2596为电源模块。语音模块电路原理图本次设计采用的是语音芯片模块，所以出现了接收模块和处理模块，接收模块使用的LD3320，处理模块使用的是STC90LE52微处理器。STC90LE52处理模块主要是将LD3320接收过来的信号，经过编程处理成相应的数字信号，对不同的命令信息进行编码。LD3320语音芯片的接收识别模块原理图本芯片在设计上注重节能与高效，不需要外接任何的辅助芯片如Flash、RAM等，直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。并且，识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的。STC90LE52语音信号处理模块STC90LE52单片机以并口方式来控制LD3320并行接口：本芯片可通过并行方式和外部主CPU连接，此时使用8根数据线（P0-P7），4个控制信号（WRB*,RDB*,CS*，A0），以及一个中断返回信号（INTB*）。MC9S12XS128单片机最小系统如右图所示系统控制核心MC9S12XS128(16位)单片机是整个系统的主体，它为整个系统提供了运行方式。该最小系统包括电源、时钟、复位及引脚接插件几大部分引脚名称对接器件引脚名称及功能PWM3舵机DJ1/舵机控制PWM5电机dj1/电机正转PWM7电机dj2/电机反转PB0Sr1语音处理单片机的I/O 前进接收PB1Sr2语音处理单片机的I/O 后退接收PB2Sr3语音处理单片机的I/O 左转接收PB3Sr4语音处理单片机的I/O 右转接收PB4Sr5语音处理单片机的I/O 停止接收MC9S12XS128单片机端口设置原理图I/O分配表LM2596电源模块原理图系统的总电源采用的是7.2V直流电源，一路直接为电机驱动模块L298N的模拟部分供电。另一路利用DC/DC稳压电源模块LM2596将7.2V直流转换成5v直流输出，为语音模块LD3320，主控单片机MC9S12XS128供电。L298N驱动模块单片机I/O口输出电机控制信号经光耦进行光电隔离后，进入电机驱动芯片L298N，L298N输出信号直接加载至电机，驱动电机正反转。L298N驱动模块是为了让我们的大功率的电机能够转起来的保障，它有4个输入口，4个输出口。我们只使用了2个输入(int1和int4)和输出口(out1和out4,out2和out3接GND)，实现电机的正(out1)反(out4)转。光敏开关TLP521光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。当IN1给高电平（1）的时候光线弱光耦接收端截止相当于给LN298IN1低电平；当IN1给低电平（0）的时候光线强光耦接收端导通相当于给LN298IN1高电平。二极管起保护作用，防止后级电路过流或过压冲击烧毁前级电路的芯片；通过IN1-IN4的高低电平来控制电机M1M2的转停；Out1Out2：输出端，接电机M1；Out3Out4：输出端，接电机M2；ENA、ENB：高电平有效，ENA、ENB分别为IN1和IN2、IN3和IN4的使能端；