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编号：毕业设计(论文)开题报告
题目：基于单片机的语音控制
小车系统设计与实现
院（系）：机电工程学院
专业：机械设计制造及其自动化
学生姓名：徐海栋
学号：1101111030
指导教师单位：机电工程学院
姓名：廖宏谊
职称：教授
题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发
2014年12月27日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
3．学生查阅资料的参考文献应在5篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在1000字以上。
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
5．“指导教师（签字）”日期填写成在2014年12月27日~ 31日之间的某个日期；“开题小组组长（签字）”日期填写成在2015年1月4日~9日之间的某个日期。
基于单片机的智能循迹小车开题报告（4）课程设计（论文）开题报告学生姓名指导教师课题性质设计□论文□课题来源科研□教学□生产□其它□课程设计（论单片机智能循迹机器人小车文）题目一、课题目的及意义根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。
依据提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。
功能的组合多样，使得学生可以充分发挥自主能力，制作出不同的机器人。
它为学校进行机器人竞赛和毕业项目设计建立了实物平台，是学校教师授课变得更轻松有趣。
同时也能改变学生学习模式和激发学习兴趣。
更是作为验证学生学习效果的有力工具。
良好的电路板设计，让学生制作变得方便容易，其大大提高了学生的制作成功率。
提高了学生对电子电路的兴趣。
二、研究现状根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。
依据提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。
智能寻迹机器人采用现在较为流行的8位单片机作为系统大脑。
以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52为主芯片。
40脚的DIP封装使它拥有32个完全IO(GPIO—通用输入输出)端口，通过对这些端口加以信号输入电路，控制电路，执行电路共同完成寻迹机器人。
P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分别通过LG9110电机驱动来驱动电机1和电机2。
由电机的正转与反转来完成机器人的前进，后退，左转，右转，遇障碍物绕行，避悬崖等基本动作。
在机器人前进时如果前方有障碍物，由红外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管，红外接管将此信号经过P3.7传送入AT89S52中，主芯片通过内部的代码进行机器人的绕障碍物操作，同时主芯片将P3.7的信号状态通过P2.5的LED 指示灯显示出来。
基于单片机技术的语音控制小车设计--(附:湘潭市技师学院毕业论文（设计）题目关于单片机控制语音小车的系统设计专业机电一体化班级：姓名指导教师2012 年 2 月27 日关于单片机控制语音小车的系统设计目录1、引言2、语音控制小车设计要求2.1 功能要求2.2 参数说明3. SPCE061A特性简介4、系统总体方案介绍5、系统硬件设计5.1 车体介绍5.2 小车的行走原理5.3 控制板原理图6、系统软件设计6.1 系统的主程序设计6.2主控制源程序:6.3 语音识别的原理简介7、总结8、结束语基于单片机技术的语音控制小车设计1、引言语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。
以往做这方面的设计，一般有两个途径：一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。
普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。
专门的语音处理芯片也比较多，如ISD 系列、PM50 系列等，但是专门的语音处理芯片功能比较单一，想在语音之外的其他方面应用基本是不可能的。
SPCE061A 是一款 16 位μ'nSP结构的微控制器。
该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运算、内积运算等复杂的运算。
它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高可以达到 49MHz。
SPCE061A 内嵌 32K 字的 FLASH 程序存储器以及 2K 的SRAM。
同时该 SOC 芯片具有 ADC 和 DAC 功能，其 MIC_ADC 通道带有AGC自动增益环节，能够很轻松的将语音信号采集到芯片内部，两路 10 位的电流输出型DAC，只要外接一个功放就可以完成声音的播放。
以上介绍的这些硬件资源使得该SPCE061A 能够单芯片实现语音处理功能。
借助于 SPCE061A 的语音特色，“基于单片机技术的语音控制小车设计”实现了对小车前进、后退、左转、右转、停车等语音控制功能.2、语音控制小车设计要求2.1 功能要求：1.可以通过简单的 I/O 操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能；2.配合 SPCE061A 的语音特色，利用系统的语音播放和语音识别资源，实现语音控制的功能；3.可以在行走过程中声控改变小车运动状态；4.在超出语音控制范围时能够自动停车。
1 引言1.1 研究的背景与意义从这些数字可以看出，高科技含量的电子玩具已经成为玩具行业发展的主流，发展科技型玩具是必然趋势,不仅世界大玩具公司争相开发,世界电脑巨头微软、英特尔、IBM等,世界电器霸主松下、东芝、索尼也都垂青电子玩具,自己或与玩具厂商合作应用半导体技术、数码技术于玩具开发。
他们把这叫做“面向明天的玩具”。
美国麻省理工学院就得到迪斯尼等四家大公司资助数百万美元的研究开发经费。
科技、教育与玩具制造业的结合,将会是玩具业在技术上的又一次革命,将使玩具更可爱、更吸引人 [1] 。
1.2 国外研究现状与发展根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。
而全球玩具市场的在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。
美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52%，而传统玩具的年销售额仅增长3%。
英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，七款玩具配有电子元件[2] 。
近几年，欧洲电子玩具大幅增长[3] 。
在英国，电子类玩具将成为英国增长最快和市场最大的玩具，2007年英国玩具市场将达到61亿欧元；在德国，技术性玩具，如建筑、车辆和电子训练等玩具比其他欧洲国家更加流行[4] 。
1.3 可行性分析本设计的核心是凌阳的16位单片机（SPCE061A）。
该单片机采用凌阳最新推出的µ’nSP16 位微处理器核（以下简称µ’nSP）。
SPCE061A嵌32K字（Word）闪存（FLASH），2K字（Word）SRAM，有多达十四个的中断源等丰富的片资源。
CPU最高可工作在49MHz的主频下，较高的处理速度使µ’nSP能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号，这使得SPCE061A具有灵活的语音处理能力。
可以播放SACMA2000和SACMS480等格式的语音资料，而且还可以配置外部存储器，可以存储很长的声音段。
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、本课题的研究背景及意义随着我国经济建设的迅猛发展，公安、铁路、民航、金融等部门对语音记录的需求不断增长。
把语音生成技术用于工业监控系统、自动应答系统、多媒体查询系统、智能化仪表、办公自动化系统或家用电气产品中，使它们具有语音输出功能，使之能在适当的时候用语音实时报告系统的工作状态、警告信息、提示信息或相关的解释说明等，无疑在提高人机通信能力、减少对错误处理的遗漏、提高系统性能、降低人们的工作强度等方面都有极大的好处[1]。
用磁带记录、存储、还原模拟语音信号的方法已有很长时间的历史，基于这一方法的电子产品也到处可见，且这些产品的体积都很大，在使用的范围上受到了一定的限制。
单片机语音录放系统是以数字电路为基础，利用数字语音电路来实现语音信号的记录、存储、还原等任务。
单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等优点得到迅速发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表及通讯设备、日常消费类产品、玩具等，利用单片机实现语音录放有很大的研究和开发价值。
语音集成电路与微处理器相结合，具有体积小、扩展方便等特点，具有广泛的发展前景[2]。
二、本课题国内外研究现状语音，是人类赖以生存发展和从事各种社会活动最基本、最重要的交流工具之一。
从初中物理课本中，我们就已经知道，空气是产生和传播语音（包括音乐和自然界的一切声音）的媒体介质。
语音是以一种特殊的物质形态发生与存在着得信息载体，它稍纵即逝。
千万年来，人们梦寐以求企图捕捉和保存语音的愿望以及对此所付出的种种不懈的努力，一直到了1877年，大发明家爱迪生发明出世界上第一部机械式留声机才初次得以实现。
在此后的100多年间，科学家们先后发明创造出了钢丝、胶片、磁带、磁盘、磁芯、激光唱片等各种保存原生的载体。
尽管上述这些产品都曾经和正在发挥着很大的作用，但是这类原生载体都需要依赖一套精密复杂的机械传动装置来操纵控制，它们存在着体积大、耗电多、成本高和机械毕业论文开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、本课题要研究或解决的问题基本设计思路：通过对按键功能选择电路操作，由处理器控制语音芯片进行录/放音。
毕业设计开题报告电子信息工程基于单片机的多功能智能小车的设计1选题的背景、意义智能车也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统[1]。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能[2]。
这种汽车不需要人去驾驶，人只舒服地坐在车上享受这高科技的成果就行了。
因为这种汽车上装有相当于汽车的“眼睛”、“大脑”和“脚”的电视摄像机、电子计算机和自动操纵系统之类的装置，这些装置都装有非常复杂的电脑程序，所以这种汽车能和人一样会“思考”、“判断”、“行走”，可以自动启动、加速、刹车，可以自动绕过地面障碍物。
在复杂多变的情况下，它的“大脑”能随机应变，自动选择最佳方案，指挥汽车正常、顺利地行驶。
当前，在企业生产技术不断提升、对自动化技术要求不断加深的背景下，智能车以及在智能车基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上很多国家都在积极进行智能车的研究和开发设计。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。
当时斯坦福研究院SRI的Nils Nilssen和Charles Rosen[3]等人，在1966年至1972年中研制出了取名Shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
从此，移动机器人从无到有，数量不断增加，智能车作为移动机器人的一个重要分支也越来越多的受到关注。
智能车致力于提高汽车的安全性、舒适性、适应性和提高优良的人车交互界面，是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。
随着企业生产技术的不断提高以及对自动化技术要求的不断加深，智能车已在许多工业部门获得了广泛的应用。
在发达国家，有些智能车已实现商品化。
由于成本低廉，环保，交通安全性高，慢慢地它已逐步渗入到工业和社会的各个层面,比如在智能运输系统ITS上、物流运输方面、军事领域方面、社会生活中。
一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值
随着现代生活水平的不断提高，人们对智能化产品有着巨大的需求，语音智能控制作为简单快捷方便的操作方式得到越来越广泛人们的认可，例如手机智能语音拨号功能，就是很好的例子。
随着电子业的发展, 自动化已不再是一
个新鲜的话题, 无人驾驶的小汽车也必将进入实用阶段, 未来驾驶汽车, 不再是只能依靠手动，语音等方式也有可能成为未来汽车的辅助驾驶途径之一。
当前电子设计系统已进人了片上系统时代, 语音识别与处理技术在信息技术的人机
接口中得到了普遍关注。
语音识别的音控小车作为典型应用之一，简单地诠释了人机一体化的设计思想。
其设计理念缩短了人机界面的距离，增强了互动性和智能性，同时使得将信息技术和控制技术引入到车辆的操纵控制中,形成机器智能,使驾驶员的感知、决策和执行能力扩展成为可能。
二、本课题在国内外的研究现状
Bill Gates 在世界计算机博览会(COMDEX)主题演讲会上描绘IT事业的发展宏图时，率先指出：下一代操作系统和应用程序的用户界面将是语音识别。
工业界应对语音识别领域的重大突破做好充分准备，因为那将是一场席卷全球的另一次热潮。
据统计部门的数据，至2006年中国汽车保有量已达3500万辆（其中轿车占80%，约2500万辆）,每年仍以30%的速度递增。
我国成为了继美国之后的第二大汽车生产和消费大国。
汽车行业的迅猛发展也带动了相关配套、服务业的发展。
而将功能强大的智能车载信息系统——车载电脑加载到汽车上已经成为欧美、日本等地汽车市场的首选新装备。
我国语音智能控汽车产业有着巨大的发展前景。
车载电脑给汽车带来了一场信息化的革命，让每辆汽车构建成一个完美的车载信息与娱乐系统终端，包括车载通讯系统、导航系统、数字娱乐系统以及辅助驾驶系统。
车载通讯与导航系统主要指GPRS和GPS，让你“轻
车熟路”，而且轻松打电话。
三、课题研究的内容及拟采取的方法
我研究的课题题目是实现语音对小车的智能控制，按照其功能的实现可以划分如下模块：语音输入模块、主控模块（SPCE061A）、电机驱动模块、语
音输出模块、电源模块。
语音输入模块实现语音的输入，讲录入的语音作为数据源。
主控模块实现对语音的分辨、识别、与存储单元中的指令匹配，发出控制命令。
电机模块通过主控模块的控制，对电机发出控制命令。
语音输出模块控制发出控制命令相对应的语音。
电源模块控制电源的连通。
首先对存储器初始化，之后进行录音初始化，进入录音循环中，定时器中断程序控制采样频率，并按时间间隔将采样值送入语音样本队列，录音循环从语音样本队列中获取数据并进行编码，将编码后的数据送入存储器，成为语音资源。
在训练过程中，系统调用了语音播放子程序，需要进行播放初始化，进入播放循环中，从语音资源中获取数据，解码，填入播放队列中，定时器中断程序从播放队列中取出数据送到D /A 转换器中，将语音信号送到扬声器中，使得整个训练过程在语音提示下从容进行。
四、课题研究中的主要难点以及解决的方法
1）如何实现对SPCE061A的无线语音接入?
SPCE061A 内置MIC 放大电路和AGC 电路, 可很方便地接上MIC 使用。
但考虑到小车在运动到距离用户较远的地方时, 无法接收到用户的语音命令, 而
且小车在运动过程中产生的噪音会使语音辨识的效率下降。
基于这些缺点, 本系统语音接入部分采用了无线MIC 系统。
其中语音发送部分采用中心频率为80. 6 M的语音调频方案。
利用KS8803 FM 调制芯片, 采用晶振锁相技术。
稳定的频率保证了语音调制的良好线性, 避开了FM 广播播段, 以免干扰。
语音接收部分采用中心频率为80. 6M 的语音调频解调。
CXA1691BMFM 解调芯片, 利用晶振锁相技术, 使其能准确对准80. 6 M中心频率, 解调后的信号噪音低, 音质好。
从FM接收器输出的语音信号经过VR1 衰减后通过C11、C13 接入到SPCE061A 的MIC 端口。
调整VR1, 使语音信号的电平满足SPCE061A 对MIC 端口的电平要求。
2）小车如何对发出的语音命令进行识别？
麦克风接收语音输入，转换为电压信号，经自动增益放大控制(A G C ) 器调理, 通过ADC 转换为数字量, 在处理器中压缩编码存储到存储器中,作为语音资源; 小车通过语音识别是对使用者输人的语音命令进行记录并与存储的语音模型进行比较匹配, 以确定是输人的何种命令;
3）如何对小车的运动姿态进行控制？
小车为四轮结构, 前面两轮由前轮电机控制, 在连杆和支点作用下控制前轮左右摆动, 来调节小车的前进方向(左拐、右拐) , 后面两轮由后轮电机驱动, 为整个小车提供动力, 控制小车前进和后退。
电动机的驱动电路使用典型的“H
” 桥式功率驱动电路, 由单片机的I/O口输出控制信号。
五、毕业设计（论文）工作进度计划
1~2周毕业调研。
3周返校整理材料并准备开题。
4~5周开题答辩并整理材料，准备设计。
6周查找资料，完善开题内容，开始设计。
7~8周完成草稿。
9~10周修改草稿，完成初稿。
11~12周审阅初稿，并修改完善。
13周交成稿，包括图纸、外文翻译。
14~15周修改完善成稿、图纸、外文翻译。
16周准备答辩的相关事宜。
17周答辩
六、主要参考文献（或资料）
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齐齐哈尔大学
毕业设计开题报告题目：语音控制的智能小车设计
学院：通信与电子工程学院
班级：通信092 姓名：李川
学号： 2009132021 指导教师：秦月
日期： 2013-3-17。
