抗干扰能力更强,经过测试发现,STC11L08XE 单片机比传统8051单片机的传输速度快8-12倍,更加适合使用于高速率通信、高抗干扰等场合。
另外,此单片机的功率消耗很小且加密性更强,正常工作情况下的功耗为2mA ~7mA,操作简便,不需要外加编程器和仿真器就能实现在系统编程。
2.2 语音识别模块
LD3320为语音识别控制的主要部分,这个芯片在识别前不需要用户进行语音训练就能自动识别,所有的语音指令提前通过端口传输到芯片中并储存下来,并且用户可动态编辑这些命令,最多能够存储50条命令。
当LD3320芯片采集到用户所发出的语音信号后,会与数据库中存储的命令进行对比,然后将最佳的匹配结果作为识别结果传输给单片机,单片机接收到数据之后执行相应的命令,控制由LED 灯模拟的家用电器开关。
LD3320芯片是一款集成语音识别、语音处理和外部电路
0 引言
本次设计包括硬件设计和软件设计两部分,主要实现语音信息采集与识别、语音芯片与单片机通信以及单片机输出端口控制。
用户可以根据自己的意愿设置语音控制命令,识别成功后将数据传给单片机以控制由LED 灯模拟的家电开关。
其中,电灯由蓝色LED 灯模拟,电视由红色LED 灯模拟,音箱由绿色LED 灯模拟,电风扇由螺旋桨小电机模拟。
1 系统构成
本次智能家居系统的设计的主要控制部分是型号为STC11L08XE 的单片机,语音指令的收集与识别利用LD3320来实现,再接上LED 灯、MIC、小风扇等外围电路构成一个完整的语音识别智能家居系统,达到语音控制的目的。
指令信息信号由LD3320进行收集和识别,然后将所得数据传输给主控单元STC11L08XE,单片机读取到数据后将控制信息由I/O 口输出以控制外部LED 指示灯的亮灭。
系统框图如图1所示。
2 硬件设计
硬件包括STC11L08XE 控制模块、LD3320语音识别芯片、麦克风的辅助电路、系统电源。
2.1 控制模块
控制模块采用STC11L08XE 单片机,相比上一代8051单片机,除了可以完全兼容传统的定时器0/1、指令代码、串行口等,它还具有众多优异的性能,比如,传送信号的速率更快、
基金项目:2018年国家级大学生创新创业训练计划项目(201810349005)。
图1 系统框图
图2 LD3320模块原理图
2.3 麦克风辅助电路
在这次系统设计中,需要加入一些具有辅助功能的电路,例如麦克风的辅助电路。
加入的目的是为了更好地接收语音指令,同时能够更加准确的将语音指令转化成电信号用于识别。
2.4 系统电源
由于一般的USB 输出电压都为5V,而LD3320语音识别芯片的I/O 口与单片机的I/O 口直接相连,引脚电压不能超过3.3V,通过AMS1117电路供电可使LD3320模块的工作电压稳定在为3.3V,故而需要采用AMS1117芯片来完成对语音识别系统的供电。
3 软件设计
语音识别的具体流程如图3所示。
图3 语音识别流程图
本语音识别设计为口令模式加上I/O 口控制,当需要对
色LED 灯模拟,对应串口为P1.1;(c)为检测到“开音箱”命令后的状态,音箱由绿色LED 灯模拟,对应串口为P1.2;(d)为检测到“打开风扇”命令后的状态,风扇由螺旋桨小马达模拟,对应串口为P1.3。
图4 调试结果
5 结论与展望
本次智能家居语音控制系统设计由LD3320语音识别芯片、单片机STC11L08XE 及外围电路构成,实现了通过语音对LED 灯模拟家电如电灯、电视、音箱等的控制。
使用语音控制,摒弃了以往枯燥的按键模式,实现了人机的交互。
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