语音控制小车实验报告
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基于语音控制的智能小车设计随着人工智能和物联网技术的发展,智能小车已经成为了现实。
当今,智能小车已经被广泛应用于工业和家庭领域。
其中,基于语音控制的智能小车是最受欢迎的,因为它是一种非常便捷的控制方式。
基于语音控制的智能小车可以利用语音识别技术,识别用户的语音指令并响应相应的运动。
本文我们将讨论基于语音控制的智能小车设计。
首先,我们将讨论语音识别技术和如何将其应用到智能小车控制上。
其次,我们将讨论智能小车的控制系统和机械结构设计。
最后,我们将介绍智能小车的应用场景和未来发展方向。
一、语音识别技术在智能小车中的应用语音识别技术是一种能够将说话者的语音转化为文字的技术。
它可以为智能小车提供一种智能的控制方式。
在智能小车中,语音识别技术可以构建一个与硬件设备上的语音传感器相连的语音接口。
当用户说话时,语音识别系统将识别用户的指令并将其转化为数字信号。
数字信号通过智能小车的控制系统进行处理,从而实现小车的相应控制。
二、智能小车的控制系统和机械结构设计智能小车的控制系统由语音识别模块、数据处理模块、电机控制模块和电源模块等构成。
语音识别模块在收到语音指令后,会将其转化为数字信号。
数据处理模块会对数字信号进行处理,并根据指令向电机控制模块发送相应的控制信号。
电机控制模块会控制小车的轮子向前、向后或转弯。
电源模块则提供小车所需的电力。
智能小车的机械结构通常包括一个底盘、轮子、马达、电池等。
底盘是小车的主要结构,承受着所有其他部件的重量。
轮子是小车移动的主要部分,通常由橡胶或金属制成。
马达是小车的动力源,通过控制电机控制模块的转速和旋转方向,以控制小车的运动。
电池则为小车提供所需的电能,通常是锂电池。
三、智能小车的应用场景和未来发展方向基于语音控制的智能小车可以应用于家庭,例如用来代替家政服务机器人;可以利用在工业中,例如监测生产线或物流仓库的视线盲区;甚至可以用于军事或警务领域,例如通过语音指令控制无人机。
随着技术的进步,智能小车将会越来越智能化。
课程设计说明书(论文)课程名称:单片机课程设计设计题目:语音控制小车院系:自动化测试与控制系班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:2011.8.22-2011.9.2课程设计任务书姓名:院(系):专业:测控技术与仪器班号:任务起至日期:2011 年8 月22 日至2011年9月02日课程设计题目:语音控制小车设计要求和技术参数:一、功能要求小车采用语音识别技术,可通过语音命令对其行驶状态进行控制。
主要功能:1.可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、倒车、左拐、右拐功能;2.可以增加左转弯、右转弯、S形走等功能;3.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;4.可以在行走过程中声控改变小车运动状态;5.在超出语音控制范围时能够自动停车。
二、参数说明车体:双电机两轮驱动供电:电池(三节AA:1.5V×3)工作电压:DC 4V~6V工作电流:运动时约200mA尺寸:155mm×85mm×35mm(长×宽×高)(如果加上61板高再加15mm)工作量学习凌阳单片机熟悉凌阳单片机开发环境及程序流程设计和编写程序装载调试运行各种拟实现的功能撰写结题报告准备验收工作计划安排学习凌阳单片机 8.23---8.24熟悉凌阳单片机开发环境及程序流程设计和编写 8.25---8.26程序装载调试运行各种拟实现的功能 8.29---8.30撰写结题报告准备验收 8.31---9.1同组设计者及分工同组人:分工:共同完成凌阳单片机学习过程;其余所有部分独立完成。
指导教师签字___________________年月日教研室主任意见:教研室主任签字___________________年月日*注:此任务书由课程设计指导教师填写。
单片机课设报告一、课设目的及要求(1)课题目的通过设计一个由单片机控制的智能小车来熟悉模块化变成方法掌握C语言及汇编语言的程序设计和调试方法,并理解单片机的原理、结构、指令、运行模式功能模块及应用开发方法。
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。
四川省第二届大学生电子设计大赛语音遥控智能小车目录四川省第二届大学生电子设计大赛 (1)语音遥控智能小车 (3)摘要 (3)关键字 (3)(一)引言 (3)(二)设计任务 (3)2.1.基本要求 (3)2.2.扩展部分 (3)(三)硬件部分 (4)3.1.单片机 (4)3.11.单片机选择 (4)3.12.凌阳单片机基本功能简介 (5)3.13.强大的语音功能 (5)3.2.障碍探测模块方案分析与比较 (6)3.21.避障器件选择 (6)3.22 器件放置位置方案选择 (7)3.23 避障方式选择 (7)3.3循线模块设计与比较 (7)3.4.智能小车驱动电路 (8)(四)软件部分 (10)4.1.介绍 (10)4.2.主要使用的函数 (10)(五)调试 (16)5.1硬件的调试 (16)5.2软件的调试 (17)5.3语音训练步骤 (17)(六)结论 (18)6.1.基本功能要求 (18)6.2.发挥部分 (19)参考文献 (19)语音遥控智能小车摘要:本语音智能小车由硬件设计模块与软件设计模块两大模块组成。
硬件设计模块包括后轮驱动电路模块、循线探测模块、障碍物探测模块。
后轮驱动电路主要由L298组成,用于前进、后退、转向控制;循线探测模块利用三个光感元件,对黑色轨道进行寻迹;障碍物探测模块由对两对光电传感器组成,车头一对,车尾一对进行障碍物探测。
软件设计模块能实现智能小车的前进、后退、转向、停止、避障、表演动作以及循线等功能。
本作品以两后轮电动机为主驱动,通过各类传感器件来采集各类信息,送入主控单元SPCE061A单片机,处理数据后完成相应动作,以达到自身控制。
关键字:语音智能控制避障红外线收发循线行驶语音识别(一)引言与机器进行语音交流,让机器明白你说什么,这是人们长期以来梦寐以求的事情。
语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。
近二十年来,语音识别技术取得显著进步,开始从实验室走向市场。
毕业综合实践题目语音控制智能小车方向电机控制电路设计学生姓名XXX 学号XXXXXXXXX 专业XXXXX 班级XX级<1>班指导教师XXX 职称完稿日期:2008 年 4 月 5 日毕业综合实践开题报告工作进度计划(在老师指导下拟定):目录一、引言 (6)二、设计要求 (6)2.1 功能要求: (6)2.2 参数说明 (6)三、特性简介 (6)四、方案介绍 (7)五、系统硬件设计 (8)5.1 车体介绍 (9)5.2 小车的行走原理. (9)5.3 控制板原理图 (10)六、系统软件设计 (10)6.1主程序设计. (10)6.2语音识别的原理简介 (12)七、方向电机控制电路 (12)八、常见问题 (14)九、结束语 (15)附录 (16)参考文献 (17)内容摘要介绍了语音遥控的电动小车的硬件设计部分和使用软件智能控制部分。
语音遥控的电动小车在硬件设计部分采用SPCE061A精简开发板和控制板,在软件智能控制部分,采用语音控制方式,使小车可以“听懂”人的命令,实现小车的前进后退等功能。
控制系统采用的是AT89S51单片机,编程语言使用的是汇编语言,动力系统使用的是伺服马达,能源系统使用的是9V电池。
关键词:SPCE061A软件智能控制硬件设计一、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。
第1篇一、引言随着科技的不断发展,人工智能技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。
作为人工智能的一个典型应用,智能小车实验为我们提供了一个将理论知识与实践操作相结合的平台。
在本次智能小车实验中,我深刻体会到了理论知识的重要性,同时也感受到了动手实践带来的乐趣和成就感。
以下是我对本次实验的心得体会。
二、实验目的本次实验旨在通过设计、搭建和调试智能小车,让学生掌握以下知识:1. 传感器原理及在智能小车中的应用;2. 单片机编程及接口技术;3. 电机驱动及控制;4. PID控制算法在智能小车中的应用。
三、实验过程1. 设计阶段在设计阶段,我们首先对智能小车的功能进行了详细规划,包括自动避障、巡线、遥控等功能。
然后,根据功能需求,选择了合适的传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备。
2. 搭建阶段在搭建阶段,我们按照设计图纸,将各个模块连接起来。
在连接过程中,我们遇到了一些问题,如电路板布局不合理、连接线过多等。
通过查阅资料、请教老师,我们逐步解决了这些问题。
3. 编程阶段编程阶段是本次实验的核心环节。
我们采用C语言对单片机进行编程,实现了小车的基本功能。
在编程过程中,我们遇到了许多挑战,如传感器数据处理、电机控制算法等。
通过查阅资料、反复调试,我们最终完成了编程任务。
4. 调试阶段调试阶段是检验实验成果的关键环节。
在调试过程中,我们对小车的各项功能进行了测试,包括避障、巡线、遥控等。
在测试过程中,我们发现了一些问题,如避障效果不稳定、巡线精度不高、遥控距离有限等。
针对这些问题,我们再次查阅资料、调整程序,逐步优化了小车的性能。
四、心得体会1. 理论与实践相结合本次实验让我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
在实验过程中,我们不仅学习了理论知识,还通过实际操作,将所学知识应用于实践,提高了自己的动手能力。
2. 团队合作在实验过程中,我们充分发挥了团队合作精神。
在遇到问题时,我们互相帮助、共同探讨解决方案,最终完成了实验任务。
实验报告课程名称电子线路综合设计实习题目61板声控小车专业班级学号学生姓名实习成绩指导教师年月一、子线路综合设计方法电子电路综合设计方法是指在提出一个设计任务或题目后,按照规定的技术指标和功能要求设计一个子系统电路的过程。
流程:1.仔细审题,分析技术指标:研究题目要求,各项技术指标的含义,了解出题者的意图。
2.设计总体框图,分配技术指标:分析立即题意,方法论证,参考资料,选择一种相对合理思路巧妙成本较低的设计方案3.设计单元电路,进行计算机仿真实验:在计算机上模拟仿真电路,修改参数,观测性能指标4.整机联调,测试技术指标:整机联调,发现,排除电路故障修改电路参数以满足方案要求风采集的语音信号与事先训练好的语音库的特征语音进行对比,进行语音辨识并通过语音命令小车行进、转向及倒库等操作。
音控小车总体结构如图1所示。
1. 2系统的核心部件SPCE061A 芯片内部集成了ICE、FLASH、SRAM、通用I/O 端口、定时器/计数器、中断控制、CPU 时钟锁相环、ADC、DAC输出、UART、SIO、低电压监测/低电压复位等模块[2-3]。
SPCE061A可以使外围电路大大简化,节省小车内部的空间,并且凌阳单片机具有语音功能,可以加入语音识别模块。
1. 3 小车电机驱动设计L298是SGS公司的产品,L298N为15个管角的单块集成电路,高电压,高电流,四通道驱动,设计用L298N来接收DTL或者TTL逻辑电平,驱动感性负载(比如继电器,直流和步进马达)和开关电源晶体管。
内部包含4通道逻辑驱动电路,其额定工作电流为 1 A,最大可达 1.5 A,Vss 电压最小4.5 V,最大可达36 V;Vs 电压最大值也是36 V。
L298N可直接对电机进行控制,无须隔离电路,可以驱动双电机。
根据L298N芯片的特点以及SPCE061A自身的特点,把IOA4~IOA7作为输出口,分别与L298N的IN1~IN4相接,其VS、VSS 分别接+12 V、+5 V电源,其输出口OUT1~OUT2接转向电机,OUT3~OUT4接驱动电机,根据设计要求,结合所编好的程序,根据所发语音命令,接收信号,便可给[P_IOA_DATA]传送数据,从而控制转向电机和驱动电机。
智能小汽车实验报告1. 引言智能小汽车是一种结合了先进的无线通信技术和人工智能算法的交通工具。
它可以自主感知环境、规划路径和执行动作,使得交通更加安全和高效。
本实验旨在通过实际操作智能小汽车来了解其工作原理和性能特点,以及学习相关的技术知识。
2. 实验目标本实验的主要目标有以下几点:1. 了解智能小汽车的组成结构和工作原理;2. 掌握智能小汽车的控制方法和调试技巧;3. 熟悉智能小汽车的环境感知和路径规划算法。
3. 实验步骤3.1 硬件连接首先,我们需要连接智能小汽车所需的硬件设备。
将智能小汽车的控制单元与传感器、执行器等设备进行适当的连接。
确保连接正确无误后,进行下一步操作。
3.2 软件配置在开始编写控制程序之前,我们需要对智能小汽车的软件环境进行配置。
根据实际情况,选择合适的开发工具和操作系统。
安装必要的驱动程序和支持库,并进行相应的设置。
3.3 控制程序编写编写智能小汽车的控制程序。
根据实验要求,选择合适的编程语言和开发平台。
利用所学知识,实现智能小汽车的基本功能,如前进、后退、转弯等。
同时,可以根据需要添加其他功能,如自动避障、跟踪等。
3.4 调试和测试在编写完控制程序后,我们需要对智能小汽车进行调试和测试。
利用模拟环境或者实际场景,测试智能小汽车的各项功能和性能。
检查控制程序是否存在问题,并进行必要的调整和优化。
3.5 总结和分析在完成调试和测试后,我们需要对实验结果进行总结和分析。
记录智能小汽车在各种情况下的行为和性能表现,并进行相应的评估。
比较实际结果和预期结果的差异,找出问题的原因和改进的方向。
4. 实验结果经过实验,我们得到了以下主要结果:1. 智能小汽车能够自主感知环境,包括障碍物、道路状况等;2. 智能小汽车能够根据感知结果进行路径规划,并做出相应的控制动作;3. 智能小汽车的控制程序能够良好地运行,并且能够适应不同的工作条件;4. 智能小汽车在某些特定情况下表现出较佳的性能,如避开障碍物、精确转弯等。
基于凌阳61单片机的语音机器人设计. 实习目的与意义1.1 实习任务设计并制作一个智能小车,并具备语音遥控的功能1.2 基本要求(1)、智能小车主控芯片任选一款单片机:AT89S52或SPCE061A;(2)、人工遥控小车发车(语音遥控);(3)、能够识别语音控制的转弯,前进与后退,以及实现再训练功能。
1.3 实习意义通过智能小车的设计及制作,巩固并掌握IDE2.0的编程方法,学会利用单片机进行程序设计并实现功能。
通过在小车的设计与制作,将所学的知识体现出来,并应用于实际生活中,在设计过程中对小车功能的创新和改良,增强学生的创新意识和逻辑思维能力,提高学生的动手能力和研究主动性。
2. 实验内容和步骤2.1车体设计2.1.1 61板简介61板是SPCE061A EMU BOARD的简称,是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发——仿真——实验板,大小相当于一张扑克牌,是“凌阳大学计划”专为电子爱好者和高校大学生进行课程设计、毕业设计及电子竞赛所设计的,也可作为单片机项目初期研发使用。
61板除了具备单片机最小系统电路外,还包括电源电路、音频电路(含MIC输入部分和DAC音频输出部分)、复位电路等,使学生在掌握软件设计的同时,熟悉单片机硬件的设计制作,锻炼动手能力,也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会!2.1.2 SPCE061A单片机简介SPCE061A是一款16位结构的微控制器,下图是它的结构概览:SPCE061A主要包括输入/输出端口、定时器/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分,并且内置在线仿真电路ICE接口,较高的处理速度使其能够快速的处理复杂的数字信号。
SPCE061A单片机应用领域广泛,例如应用在家用电器控制器、工业控制、通信产品、医疗设备以及电子书籍等诸多方面。
2.1.3 电源61板采用3节5号电池进行供电,由J10接入。
用语音遥控你的小车摘要:本文介绍一种使用语音遥控技术控制小车的方法。
该方法使用了语音识别技术,通过检测指令实现小车的控制。
本文还通过实验验证了该方法的有效性和可靠性,并对其进行了详细的分析和讨论。
关键词:语音遥控、小车、语音识别技术正文:1.引言遥控小车已成为一种热门的娱乐和教育方式,通过遥控器可以实现对小车的简单控制。
然而,传统的遥控器存在着一些限制,如操作不方便、容易丢失、不耐用等问题。
近年来,语音识别技术的进步极大地拓展了遥控小车的控制方式,使其更加方便和高效。
因此,本文提出了一种使用语音遥控技术控制小车的方法,通过实现语音识别技术,用语音指令来控制小车的运动。
2.相关技术和方法语音识别技术是实现语音遥控的关键技术。
因此,本文介绍了基于语音识别技术的语音遥控技术的实现方法,包括音频采集、信号处理、语音识别和指令判断等步骤。
具体实现可以使用现有的语音识别库或开发自己的语音识别模型。
此外,还需要使用小车底盘、电机、无线模块等硬件进行控制。
3.实验验证和结果分析为验证语音遥控小车的有效性和可靠性,本文进行了多次实验。
实验结果表明,该方法能够准确识别语音指令,并实时控制小车前进、后退、左转、右转、停止等动作。
该方法还可以实现远程控制和语音交互,操作简单、方便。
4.讨论和展望尽管语音遥控技术已经取得了一些成果,但仍然面临着一些挑战。
例如,语音识别准确率的限制、音频噪声干扰等问题。
未来,可以结合其他技术,如人工智能、机器学习等,进一步提高语音遥控小车的效率和准确性。
结论:本文提出了一种使用语音遥控技术控制小车的方法,通过实现语音识别技术,用语音指令来控制小车的运动。
实验结果表明,该方法能够实现远程控制和语音交互,操作简单、方便。
尽管存在一些限制和挑战,该方法仍然具有较大的应用潜力和技术价值。
5. 应用场景语音遥控小车可以在多种场景下应用,如娱乐休闲、基础教育、科学研究等领域。
例如,在娱乐休闲方面,语音遥控小车可以作为一种新奇有趣的玩具,吸引消费者的注意力;在基础教育方面,语音遥控小车也可以作为一种教学工具,让学生通过语音交互来控制小车,提高学生的学习兴趣和动手能力;在科学研究方面,语音遥控小车可以作为科学实验的一部分,帮助研究人员进行数据采集和分析。
基于单片机的语音控制小车设计摘要随着电子工业的发展,具有语音控制功能的小车越来越受到人们的青睐,在人们的日常消费生活中起着不可忽视的作用。
目前,声控技术已在很多领域得到使用。
本文对语音控制功能的小车概况做了阐述。
在硬件设计方面,本论文以凌阳公司的SPCE061A单片机为控制核心,以语音小车控制电路板为辅,设计小车的动作。
完成了电源电路、复位电路、键盘电路、音频输入电路,音频输出电路和无线控制电路等硬件功能模块的设计。
在软件方面,利用C语言进行编程,进行语音的“训练”和“识别”。
设计出具有如下功能的语音声控小车:能够根据录制的语音命令来控制小车的前进,后退,左转,右转的功能。
测试表明,在环境背景噪音不太大,控制者的发音清晰的前提下,语音控制小车的语音识别系统能对特定的语音指令做出智能反应,做出预想中的有限的动作。
论文首先对系统的方案进行论证,然后对各单元的软件、硬件工作原理进行了阐述,并介绍了系统的主要组成部分情况。
关键词:SPCE061A,语音识别,全桥驱动,小车IVoice control car design based on single chipmicrocomputerAbstractWith the development of the electronics industry, the voice - the control car become more and more popular to people. And it plays an important role in people 's daily life. At present, the voice - activated technology has had 2 in many fields, For example, voice - activated phone. Only if you called out the names you want and it automatically called to the telephone.This article gives a detail to the voice-activated car. In hardware design, the paper use Sunplus SPCE061A as the control of core. On the software, we use C language programming for voice "training"and"recognition". .Completedthepowercircuit,resetcircuit,keyboardcircuitry,audioinput circuits,audiooutputcircuitandcontrolcircuitofwirelesshardwaresuchasthedesignoffunctionmodule s.It has the following features: According to recorded the voice command to control the car to start, stop,turn right , and turn left. Tests have shown that background noise in the environment is not too big, the controller under the premise of clear pronunciation, voice control car voice recognition system can make intelligent response to a particular voice commands, limited, as expected.First of all, cca shut confirm the system of the program, and then describe the unit 's software and hardware as well as introduce the main components of the situation.Key words:S PCE061A,Speech Recognition,Full-bridge ,driver,TrolleyII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论.......................................................................................................................... - 1 -1.1 选题的目的和意义.................................................................................................... - 1 -1.1.1选题目的............................................................................................................. - 1 -1.1.2.选题意义............................................................................................................. - 1 -1.2 语音小车的发展及现状............................................................................................ - 1 -1.3 课题的目的任务和要求............................................................................................ - 2 - 第2章语音小车的方案论证.................................................................................................. - 3 -2.1 语音控制方案............................................................................................................ - 3 -2.2 方案论证.................................................................................................................... - 4 -2.2.1 采用DSP+FPGA方案 ...................................................................................... - 4 -2.2.2采用MCS-51方案 ............................................................................................. - 4 -2.2.3 采用凌阳61方案.............................................................................................. - 5 -2.3 系统控制方案............................................................................................................ - 6 - 第3章系统硬件设计.............................................................................................................. - 9 -3.1 系统硬件总体设计.................................................................................................... - 9 -3.2 系统各单元设计...................................................................................................... - 10 -3.2.1 控制单元设计.............................................................................................. - 10 -3.2.2 动力单元设计.............................................................................................. - 15 -3.2.3 音频单元设计.............................................................................................. - 16 -3.2.4 小车单元设计.............................................................................................. - 19 -3.3 系统总体电路图...................................................................................................... - 25 - 第4章系统软件设计............................................................................................................ - 26 -4.1系统总体程序设计................................................................................................. - 26 -4.2 系统各分支设计..................................................................................................... - 28 -4.2.1训练子程序....................................................................................................... - 28 -4.2.2语音识别子程序............................................................................................... - 29 -III4.2.3动作子程序....................................................................................................... - 31 -4.2.4中断子程序....................................................................................................... - 34 - 第5章系统调试.................................................................................................................... - 37 -5.1 硬件调试.................................................................................................................. - 37 -5.2 软件调试.................................................................................................................. - 38 -5.3 系统联调.................................................................................................................. - 39 - 结论........................................................................................................................................ - 41 - 参考文献.................................................................................................................................. - 43 - 致谢........................................................................................................................................ - 45 - 附录........................................................................................................................................ - 47 -IV第1章绪论1.1 选题的目的和意义1.1.1选题目的通过设计一个用单片机控制的语音小车来熟悉模块化编程方法,掌握C语言汇编语言的程序设计和调试方法,并理解单片机的原理、结构、指令;运行模式及应用方法。
TP3黄常明2010年月日摘要摘要随着科学技术和人类生活水平的提高,利用语音识别技术来设计、制造各种消费电子产品和电器设备,是社会发展的必然趋势。
什麽是语音识别技术呢!简单地说,就是电子设备或计算机设备能听懂人说的话,并理解它,做出正确的反映,或者去实施相应的动作,它是融合了多门学科的一个研究领域。
语音识别技术具有非常大的发展前景,本文全面地总结了该领域的发展历史,阐述了本课题的社会意义和经济价值。
课题首先全面剖析了语言、语音的基本特性,分析了语音识别系统的算法建模的理论基础,以及如何构成ASR技术系统的基本结构,并详细说明了该系统的工作原理。
由理论基础和识别技术上的研究可知,语音识别系统主要分为两大类:一类是以研究生产的专门芯片为硬件的核心,构成嵌入式语音识别系统;另一类是以PC机为核心硬件构成较大型的语音识别系统。
根据SPCE061A单片机独特的嵌入式语音识别系统和相应的集成开发环境,本课题设计出了基于语音控制的电动小车,该系统是以特定人嵌入式语音识别系统为主,也可适应于非特定人的语音识别系统。
设计了小车的实体构成系统及相应的组装、检测过程,并编写了相应的系统软件程序,该小车能够在语音的控制下,自如地实现前进、后退、转向、停止等各种运动状态。
本系统在语音音频特性的取样过程中,我们的数据必须通过很好的压缩处理来节约空间,应用了失量量化的方式进行,主要采用了离散隐马尔可夫模型和其他的相应算法来实现语音模板的训练,同时实现相应的识别命令。
最后,详细地介绍了IDE集成开发环境的功能,开发操作方法,以及如何进行程序的加载和调试。
关键词:语音识别,系统原理,语音控制,电动小车IABSTRACTAs science and technology and human living standards, the use of voice recognition technology to design and manufacture a variety of consumer electronic products and electrical equipment, is the inevitable trend of social development. What is speech recognition technology does! Simply put, that is, electronic devices or computer equipment can understand people saying, and understand it, and make a correct reflection of, or to implement the corresponding action, which is the integration of a multi-discipline field of study.Speech recognition technology has great prospects for development, this article summarizes a comprehensive history of the development in this area, explained the topic of social significance and economic value. First, a comprehensive analysis of issues of language, voice, basic characteristics, analysis of the speech recognition system modeling algorithm theoretical basis, and how to constitute the basic structure of ASR technology systems, and details of the system works.By the theoretical foundation and identify the technical research we can see that voice recognition system is mainly divided into two categories: one is based on research and production of specialized chips for the hardware, the core, constitutes an embedded speech recognition system; and those based on PC, as the the core hardware structure of the larger speech recognition system.According to SPCE061A SCM's unique embedded speech recognition system and the corresponding integrated development environment, this topic based on voice control design of electric trolley, the system is based on a particular person based embedded speech recognition system can also be adapted to non-specific human voice recognition system. Designed a trolley system and the corresponding entities constitute the assembly, testing process and the preparation of the corresponding system software program, the car can be under the control of speech, the freedom to achieve forward, backward, turn, stop, and other state of motion. This system features the voice audio sampling process, our data must pass a very good compression to save space, the application of the loss of a way to quantify the amount of the main uses of discrete hidden Markov models and other algorithms to achieve the corresponding voiceIItemplate of training, while achieving the corresponding recognize the command. Finally, the detailed description of the function of IDE integrated development environment to develop operational methods, and how to load and debug programsAt present, speech recognition system to sb-core hardware, mainly to PC machine as the core hardware and the speech recognition system to a dedicated hardware chip as the core of the embedded speech recognition system. In this paper, the stdy is based on SCM SPCEO61A people and non-specific embedded speech recognition system.Key words:speech recognition, systems theory, voice control, SPCE061A single-chip, small electricalIII电子科技大学硕士学位论文目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的意义及背景 (1)1.2 国内外研究发展概况与趋势 (2)1.3 嵌入式系统及其发展历程 (2)1.4 本课题研究内容与论文结构 (3)第二章语音识别基础 (5)2.1 语音识别的声学基础 (5)2.1.1 建立语音信号数学模型的意义 (5)2.1.2 语音信号产生的数学模型 (5)2.1.3 汉语音节的结构和特点 (6)2.2 语音识别的系统结构 (7)2.2.1 语音通信的层次模型 (7)2.2.2 语音识别的原理 (9)2.3 传统语音识别系统的不足 (9)第三章语音识别系统的基本原理 (11)3.1 语音识别系统的结构原理 (11)3.2 语音识别系统的硬件组成 (11)3.3 语音信号的预处理 (12)3.3.1 语音采样 (12)3.3.2 去除噪音 (13)3.3.3 端点检测的方法 (14)3.3.4 预加重 (14)3.3.5 加窗分帧 (15)3.4 特征参数提取 (15)3.4.1 线性预测系数 (16)3.4.2 线性预测倒谱系数 (17)IV目录3.4.3 Mel倒谱系数(MFCC (18)3.5 矢量量化技术 (19)3.6 模板训练方法 (20)3.7 模板匹配方法 (20)3.7.1 隐马尔可夫模型 (20)3.7.2 动态时间归整 (23)3.7.3 人工神经网络 (23)第四章基于语音控制的电动小车的总体设计 (24)4.1 系统的组成设计 (24)4.1.1 语音控制电动小车的硬件组成框图 (24)4.1.2 系统总体硬件组成设计说明 (24)4.2 主控模块的电路设计 (25)4.2.1 SPCE061A的结构图 (25)4.2.2 SPCE061A的性能 (25)4.3 微处理及语音识别部分电路 (26)4.3.1 16位算术逻辑运算 (26)4.3.2 结合算术逻辑的16位移位运算 (27)4.3.3 DSP处理与语音识别 (27)4.4 接口与驱动部分电路的设计 (27)4.4.1 电源电路 (27)4.4.2电机接口电路 (28)4.4.3 电机驱动电路 (29)4.4.4 ICE接口电路 (30)4.5 主控板组装与测试 (30)4.5.1主控板及元器件 (30)4.5.2 电路板组装步骤 (33)4.5.3 主控板测试 (35)4.6 电动小车的设计 (37)第五章语音识别系统的软件设计 (39)5.1 软件总体的设计 (39)5.1.1 设计思想和流程图 (39)V电子科技大学硕士学位论文5.1.2 程序代码 (40)5.2 语音训练模块的设计 (44)5.2.1 设计思想和流程图 (44)5.2.2 程序代码 (45)5.3 语音识别模块的设计 (48)5.4 动作控制模块的设计 (49)5.5 定时中断程序的设计 (52)第六章系统的开发环境及调测结果 (54)6.1 u'nSP TM IDE集成开发环境 (54)6.1. 1u'nSP TM IDE的安装 (54)6.1.2u'nSP TM IDE主窗口及主菜单 (55)6.1.3u'nSP TM IDE工具栏 (56)6.1.4u'nSP TM IDE工作区 (58)6.1.5u'nSP TM IDE输出区与编辑区 (59)6.2 u'nSPTMIDE调试窗口 (60)6.3 u'nSPTMIDE的项目 (65)6.4 u'nSPTMIDE库文件加载 (67)6.5 u'nSPTMIDE头文件加载 (69)6.6 测试结果及分析 (70)第七章展望与总结 (72)7.1 展望 (72)7.2 总结 (73)致谢 (75)参考文献 (76)VI第一章绪论第一章绪论日月如梭,光阴似箭,社会和科学技术的发展日新月异,计算机对视频信号的处理已日趋完善,人们更希望能用语音的形式和机器及消费电子产品之间实现自然的沟通。
语音控制小车系别:专业:姓名:学号:目录1 关于语音控制小车2 语音控制小车简介2.1功能介绍…………2.2设计要求…………2.3参数说明…………3 硬件介绍3.1硬件框图…………3.2 SPCE061A精简开发板……………3.3 控制板框图…………4 小车的功能实现原理4.1直走的实现过程…………4.2 转弯的实现…………4.3 PWM调速的原理…………4.4 语音识别原理简介…………5 软件系统设计5.1软件流程…………5.2红外解码程序设计…………5.3控制器控制程序…………6 常见问题1 关于语音控制小车语音控制小车是凌阳大学计划推出的基于SPCE061A的代表性使用作品,它配合61板推出,综合使用了SPCE061A的众多资源,小车控制系统使用单片机芯片控制直流电机的调速、正转、反转。
配合语音识别功能使小车更具趣味性,提高学习的积极性,更使我们对学习的科学实践部分得到完整的验证。
2 语音控制小车简介2.1功能介绍:1. 小车运动控制:通过SPCE061A的I/O端口,驱动控制板的H桥电路,进而控制前轮电机和后轮电机。
2. 声控功能:利用特定人语音识别实现小车的名称和动作训练,并根据相应的语音指令输入执行前进、后退、左转、右转、停车等动作。
3. 定时控制功能:利用时基定时器设定运行时间,小车运行同时启动定时器,时间到小车停止运行。
2.2设计要求:利用SPCE061A单片机和智能小车控制电路板,实现下述功能: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。
5.可以自行安装各类传感器,配合程序实现小车的循迹、避障等功能.2.3参数说明:车体:双电机四轮驱动供电:电池(四节AA电池:1.2V*4 或 1.5V*4)工作电压:DC 4V~6V 工作电流:运动时约 200mA3 硬件介绍3.1硬件框图系统组成主要包括以下两部分:SPCE061A精简开发板、语音小车控制电路板。
程技术·JournalofWuhanInstituteofTechnoogy语音控制型小车熊晓倩,胡璞(武汉职业技术学院电子信,E-..T-程学院,湖北武汉430074)摘要:本小车是以凌阳16位单片机(SPCE061A)作为检测和控制核心,以语音识别技术和红外检测技术作辅助实现语音控制、语音播报、自动悬崖避障、实时行程测量、实时行程显示等多项功能。
它是配合61板及凌阳迷你小车设计的,应用SPCE061A的众多资源,设计出的小车具有类似人的听觉(语音识别),视觉(自动避障)和应答(语音播报)特色的功能。
关键词:语音控制;单片机;红外传感器;动态扫描中图分类号:TP27文献标识码:A文章编号:1671—931X(2008)01-0075--04随着科学技术的发展,机器人的感觉传感器种类越来越多,其中听觉和视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。
听觉和视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统。
而在不要求清晰图像识别和丰富的语音识别时。
在只需粗略感觉系统中考虑使用接近视觉和听觉传感器是一种实用有效的方法。
一、原理分析与硬件电路图(一)小车车体结构小车为四轮结构,其中前面两个车轮由前轮电机控制,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。
在自然状态下,前轮在弹簧作用下保持中间位置。
后面两个车轮由后轮电机驱动,为整个小后轮驱动电动机\前轮驱动电动采\王1音、‘臣卜图1车体顶视图图车提供动力,所以又称前面的轮子为方向轮,后面的两个轮子为驱动轮,如图l所示。
(二)小车驱动电路小车驱动电路的主要作用是将来自6l板的控制信号转化为能够驱动电动机的信号。
该电路包括两部分:1.动力驱动电路动力驱动由后轮驱动实现,负责小车的直线方向运动,包括前进和后退,后轮驱动电路是一个全桥驱动电路,如图2所示:QI、Q2、Q3、Q4四个三极管组成四个桥臂,Ql和Q4组成一组,Q2和Q3组成一组,Q5控制Q2、Q3的导通与关断,Q6控制Ql和Q4的导通与关断,而Q5、Q6由IOB。
摘要介绍了语音遥控的电动小车的机械结构与控制部分.在机械结构上,对普通的玩具小车做了改进,使小车的转向更加灵活,并且在设计围可以实现任意角度转弯和任意速度移动;而在控制系统部分,则采用语音控制方式,使小车可以"听懂"人的命令,娱乐性和互动性更强.该小车各部分采用模块化设计,各个模块之间独立性强。
控制部分采用可编程微处理哭器,可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发。
本文对一辆小车进行了实验,实验结果表明,语音识别系统在低噪声环境中识别率很高,在噪声水平较高的场合,识别率有所下降。
小车反应灵敏。
关键词:语音识别单片机智能小车电机驱动目录绪论31总体方案41.1方案论证41.2总体方案图41.3系统工作原理42硬件设计52.1 语音识别模块52.2 电机驱动模块102.3 红外检测模块112.4 键盘电路122.5 主控芯片8051模块132.5.1单片机的电源设计132.5.2单片机复位电路143.软件设计143.1主程序143.2监控程序153.3 延时程序19结论20参考文献21绪论在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。
无论是在工农业生产、交通运输、医疗卫生、办公,还是在日常生活中,都大量的使用着各种电动机。
而微处理器取代模式电路作为电动机控制的技术也日渐成熟。
单片机介于工业控制计算机和可编程控制器之间,他有较强的控制能力、低价的成本。
人们在选择电动机控制器时,常常是在先满足功能需要的同时,优先选择成本低的控制器。
语音遥控的电动小车的机械结构与控制部分有了新的改进。
在机械结构上,对普通的玩具小车做了改进,使小车的转向更加灵活,并且在设计围可以实现任意角度墨迹和任意速度移动;而在控制系统部分,则采用语音控制方式,使小车可以“听懂”人的命令,娱乐性和互动性更强。
1总体方案1.1方案论证本系统采用芯片TSG110进行语音识别过程,通过语音的识别完成对小车的控制,通过对红外的检测完成对小车的避障,该设计可以达到系统要求的各项指标,设计方案是可行的。
语音控制小车实验报告专业:学号:姓名:2014年01月12日一、实验目的语音控制小车以SPCE061A单片机为核心,采用语音识别技术,可通过语音命令对其行驶状态进行控制。
本次实验的主要目的:1.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.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使小车停车。
二、实验内容1、SPCE061A简介SPCE061A是一款性价比很高的十六位单片机,使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放,该芯片拥有8路10位精度的ADC,其中一路为音频转换通道,并且内置有自动增益电路。
这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。
两路10位精度的DAC,只需要外接功放(SPY0030A)即可完成语音的播放。
该单片机具有一套易学易用的指令系统和集成开发环境,在此环境中,它支持标准 C 语言编程,也支持 C 语言与汇编语言的互相调用。
另外还提供了语音录放的库函数,只要了解库函数的使用,就可以很容易的完成语音的录放、识别等功能,这些都为软件开发提供了方便的条件。
SPCE061A特性:16位μ’nSP微处理器;工作电压:内核工作电压VDD为 3.0V~3.6V(CPU),I/O口工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/O);CPU时钟:0.32MHz~49.152MHz;内置2K 字 SRAM;内置32K 闪存 ROM;可编程音频处理;晶体振荡器;系统处于备用状态下(时钟处于停止状态),耗电小于 2μA@3.6V;2 个 16 位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值);2 个 10 位 DAC(数-模转换)输出通道;32 位通用可编程输入/输出端口;14 个中断源可来自定时器 A / B,时基,2 个外部时钟源输入;具备触键唤醒的功能;使用音频编码 SACM_S240 方式(2.4K 位/秒),能容纳 210 秒的语音数据;锁相环 PLL 振荡器提供系统时钟信号;32768Hz 实时时钟;7 通道 10 位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器;声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能;具备串行设备接口;低电压复位(LVR)功和低电压监测(LVD)功能;内置在线仿真板(IC E,In-C ircuitEm ulator)接口。
2、硬件电路设计小车控制系统硬件结构比较简单,如图1所示,主要分为两个部分:一个是SPCE061A精简开发板(即“61”板),另外一个是电机控制板。
电机控制板的工作就是根据 61 板的输出信号去启动和停止相应的电机,以及调整电机的正反转方向。
正是通过开启和关闭相应的电机,使电机在不同的组合状态运转,最终来实现小车的前进,倒退等功。
图1 硬件框图语音控制小车为四轮结构。
其中前面两个车轮由前轮电机控制,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。
在自然状态下,前轮在弹簧作用下保持中间位置。
后面两个车轮由后轮电机驱动,为整个小车提供动力。
所以又称前面的轮子为方向轮,后面的两个轮子为驱动轮。
直走:由小车的结构分析,在自然状态下,前轮在弹簧作用下保持中间状态,这是只要后轮电机正转小车就会前进。
倒车:倒车动作和前进动作刚好相反,前轮电机仍然保持中间状态,后轮电机反转,小车就会向后运动。
图2 小车直线运动示意图左转:前轮电机逆时针旋转(规定为正转),后轮电机正转,这时小车就会在前后轮共同作用下朝左侧前进。
右转:前轮电机反转,后轮电机正转,这时小车就是会在前后轮共同作用下朝右侧前进。
图3 小车转向示意图3、小车控制电路控制板主要包括:接口电路、电源电路和两路电机的驱动电路。
接口电路:接口电路负责将 61 板的 I/O 接口信号传送给控制电路板,I/O 信号主要为控制电机需要的IOB8~IOB11 这四路信号,同时为了方便后续的开发和完善,预留了 IOB12~IOB15 以及 IOA8~IOA15 接口,可以在这些接口上添加一些传感器。
电源电路:整个小车有 4 个电源信号:电池电源,控制板工作电源,61 板工作电源,61 板的 I/O 输出电源。
系统供电由电池提供,控制板直接采用电池供电(VCC),然后经二极管 D1 后产生 61 板电源(VCC_61),通过 61 板的 Vio 跳线产生 61 板的端口电源(V1)图4 控制板原理图其中二极管 D1 作用:a) 降压,4 节电池提供的电压 VCC 最大可达到 6V,D1 可有效地降压。
b) 保护,D1 可以防止电源接反烧坏 61 板。
动力电机驱动电路:动力驱动由后轮驱动实现,负责小车的直线方向运动,包括前进和后退,后轮驱动电路是一个全桥驱动电路,如图5所示:当 IOB8 为高电平、IOB9 为低电平时 Q1 和 Q4 导通,Q2 和 Q3 截止,后轮电机正转,小车前进;反之当 IOB8 为低电平、IOB9 为高电平时 Q1 和 Q4 截止,Q2 和 Q3 导通,后轮电机反转,小车倒退;而当IOB8、IOB9 同为低电平时 Q1、Q2、Q3 和 Q4 都截止,后轮电机停转,小车停止运动。
图5 后轮驱动电路方向电机控制电路:方向控制由前轮驱动实现,包括左转和右转,前轮驱动电路也是一个全桥驱动电路,如图6所示。
当 IOB10 为高电平、IOB11 为低电平时 Q8 和 Q9 导通,Q7 和 Q10 截止,前轮电机正转,小车前轮朝左偏转;反之当 IOB10 为低电平、IOB11 为高电平时 Q8 和 Q9 截止,Q7 和 Q10 导通,前轮电机反转,小车前轮朝右偏转;而当 IOB10、IOB11 同为低电平时 Q8 和 Q9 截止,Q7 和 Q10 也截止,前轮电机停转,在弹簧作用下前轮被拉回到中间位置,保持直向。
图6 前轮电机驱动电路PWM调速的原理:如果需要调速,可以直接调用SPCE061A的PWM资源,通过调节PWM的占空比来实现速度的调节。
当IOB11~IOB8 输出的逻辑电平组合为“0001”时,加在后轮电机上的驱动电压为VCC;而当IOB11~IOB8输出“0000”时,加在后电机上的电压为 0V。
如果交替地向端口送“0001”和“0000”两种组合(PWM输出端口自动实现),那么加在小车电机两端的电压就在VCC和 0V之间不停的跳变,对应的电机电压波形如图7示:图7 PWM调速原理图此时加在电机两端的平均电压Uo=Th/(Th+Tl)*VCC。
可以通过调整 PWM 的占空比,来改变Th 和Tl的比值,从而改变Uo的大小。
这样就可以通过 PWM资源调节加在电机两端的平均电压,从而改变电机的转速,最终实现调节小车速度的目的。
4、语音识别原理语音识别主要分为“训练”和“识别”两个阶段。
在训练阶段,单片机对采集到的语音样本进行分析处理,从中提取出语音特征信息,建立一个特征模型;在识别阶段,单片机对采集到的语音样本也进行类似的分析处理,提取出语音的特征信息,然后将这个特征信息模型与已有的特征模型进行对比,如果二者达到了一定的匹配度,则输入的语音被识别。
图8 语音识别流程5、实验流程语音识别小车的主程序流程如图9所示,分为四大部分:初始化部分、训练部分、识别部分、重训操作。
图9 小车语音控制实现流程初始化部分:初始化操作将 IOB8~IOB11 设置为输出端,用以控制电机。
必要时还要有对应的输入端设置和 PWM 端口设置等。
训练部分:训练部分完成的工作就是建立语音模型。
程序一开始判断小车是否被训练过,如果没有训练过则要求对其进行训练,并且会在训练成功之后将训练的模型存储到 FLASH,在以后使用时不需要重新训练;如果已经训练过会把存储在 FLASH 中的模型调出来装载到辨识器中。
识别部分:在识别环节当中,如果辨识结果是名字,停止当前的动作并进入待命状态,然后等待动作命令。
如果辨识结果为动作指令小车会语音告知相应动作并执行该动作,在运动过程中可以通过呼叫小车的名字使小车停下来。
重训操作:考虑到有重新训练的需求,设置了重新训练的按键(61 板的KEY3),循环扫描该按键。
三、实验思考1、如何测量小车的速度,以便进行速度反馈和控制?答:在小车上安装增量式光电码盘,通过光电码盘测量小车的速度。
增量式光电码盘是指随转轴旋转的码盘给出一系列脉冲,然后根据旋转方向用计数器对这些脉冲进行加减计数,以此来表示转过的角位移量的光电码盘。
增量式光电码盘结构示意图如图10所示:图10 增量式光电码盘结构示意图光电码盘由主码盘、鉴向盘、光学系统和光电变换器组成。
在图形的主码盘(光电盘)周边上刻有节距相等的辐射状窄缝,形成均匀分布的透明区和不透明区。
鉴向盘与主码盘平行,并刻有 a、b 两组透明检测窄缝,它们彼此错开 1/4 节距,以使 A、B 两个光电变换器的输出信号在相位上相差 90°。
工作时,鉴向盘静止不动,主码盘与转轴一起转动,光源发出的光投射到主码盘与鉴向盘上。
当主码盘上的不透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时,光线被全部遮住,光电变换器输出电压为最小;当主码盘上的透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时,光线全部通过,光电变换器输出电压为最大。
主码盘每转过一个刻线周期,光电变换器将输出一个近似的正弦波电压,且光电变换器 A、B 的输出电压相位差为 90°。
图11 光电码盘工作原理示意图光电编码器的测量准确度与码盘圆周上的狭缝条纹数 n有关,能分辨的角度α 为360°/n,分辨率为1/n。
为了判断码盘旋转的方向,在光栏板上设置两个狭缝,其距离是码盘上的两个狭缝距离的(m+1/4)倍(m 为正整数),并设置了两组对应的光敏元件,如图11中的 A、B 光敏元件,有时也称为 cos 元件、sin 元件。
当检测对象旋转时,同轴或关联安装的光电编码器便会输出 A、B 两路相位相差 90°的数字脉冲信号。
光电码盘的输出波形如图12所示。
图12 光电码盘输出波形为了得到码盘转动的绝对位置,还须设置一个基准点,如图10中的“零位标志槽”。
码盘每转一圈,零位标志槽对应的光敏元件产生一个脉冲,称为“一C脉冲。
根据脉冲的个数就可以准确知道语音控制小车转脉冲”,如图12中的的转数,就可以进行相关的速度反馈和速度控制。