智能家电控制系统软件设计
本课题设计语音智能控制系统，采用了89C52单片机为语音智能控制开关的核心部件，对语音芯片LD3320收集的信息进行处理，并对开关进行控制。通过LD3320外接的麦克风采集声音信号，进行频谱分析，并提取语音特征，与关键词语进行对比，将识别结果输出给单片机，单片机进行处理后,输出信号来控制电器的开关，从而实现语音智能控制?测试表明，在环境理想的情况下，语音控制开关的语音识别系统能对语音指令做出智能反应，做出了预想中的通断动作。关键词 语音，开关，LD3320，单片机目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的意义 1
1.2 国内外研究的现状 2
1.3 研究的内容和要求 2
2 方案论证 2
2.1 系统总框图 3
2.2 单片机选择 3
2.3 语音芯片选择 4
3 软件设计 5
3.1 程序设计 5
3.2 主程序流程图 7
3.3 LD3320工作方式设计 8
3.4 系统程序设计 10
4 软件调试 24
4.1 LD3320的调试 24
4.2 程序的调试 26
4.3 软硬件联调 26
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
附录A 系统原理图 30
附录B 完整程序 31
1 绪论
1.1 课题研究的意义?
社会在发展，科学技术也随之发展，电子产品的更新更是越来越快，使用声控技术制作的产品也越来越多，人类的生活同样受到了巨大的影响。随着智能家居概念的提出，智能语音控制技术逐渐渗透到人们平常的生活当中，直接通过说话控制家电也不再是不可能。在人们想控制电器时，已经没有必要使用各种开关和遥控器，而是使用我们平常的语言就可以来完成，比如说市场上的各种智能电器，人们再也不会因为各种遥控器的复杂操作而烦劳，人们可以很轻松的操作各种各样的电器产品，达到更符合人性化的设计。到了21世纪，科学技术迅猛发展，相应的智能语音技术也在不断完善，到了2010年，已经有了许多不同种类的声控产品，科学家们也开始对之倾注大量心 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
接通过说话控制家电也不再是不可能。在人们想控制电器时，已经没有必要使用各种开关和遥控器，而是使用我们平常的语言就可以来完成，比如说市场上的各种智能电器，人们再也不会因为各种遥控器的复杂操作而烦劳，人们可以很轻松的操作各种各样的电器产品，达到更符合人性化的设计。到了21世纪，科学技术迅猛发展，相应的智能语音技术也在不断完善，到了2010年，已经有了许多不同种类的声控产品，科学家们也开始对之倾注大量心血。
随着科学技术的不断进步，玩具的市场组成结构也产生了巨大的变化：传统玩具在市场中的比重越来越小，而高科技的玩具在市场中的比重越来越大。含有高科技的人机互动式玩具已经成为现在的主流产品。
本次毕业设计我们主要采用语音识别技术，来实现对家电的语音智能控制。该系统用LED指示灯来模拟电器的工作状态。
1.2 国内外研究的现状?
语音识别技术的实用性随着语音识别处理技术的不断发展而不断提高。国际上已有很多种基于语音识别技术的产品，用来实现特定任务和适用于特定环境的听写机也已经开始被运用。比如IBM、APPLE、AT&T、Micr0Soft等著名公司都认为语音识别的应用前景乐观，向语音识别系统的开发投入大量资金，语音识别技术在人们生活中的实用性不断加大。21世纪初期的主要成果体现在实现了机器(计算机)的同声传译系统以及在不同环境下的语音识别技术。
由于消费者注意力的转移，生产商们也开始逐渐关注智能语音控制，他们纷纷发行许多符合消费者需求的智能产品，其中比较出色的是凌阳产的机器人，它不仅具有快速的信息处理能力，还能够对语音进行更快的反应。同时也加入了噪声检测技术，当环境里的噪声达到一定值时，能够给用户进行对应的提醒；并且加入了可信度评估和拒识技术，对于命令以外的语音或者干扰声音可以拒识。在语音通信过程中，大大提高了抗噪声能力。伴随着机器人技术的发展，语音识别技术也是在不停进步，未来实现高智能的人机交流不再是天方夜谭。虽然这些目标在目前是无法完成的，但是我相信只要通过不懈的努力并付出大量的的精力，这些肯定会实现的。
留声机和电话的出现激起了人们对于语音传输技术的好奇。之后，人们便可以有效的存储和传输语音信号。后来语音技术有了三个分支。在起初人们主要是为了获得更好地语音效果；后来，人们开始研究语音技术的第二分支-语音合成技术，本课题研究的是根据文本制造声音。1936年AT&T的贝尔实验室（Bell Lab）发明了世界上第一个基于语音技术的电子语音合成器，在二战中为了保证信息不被泄露，军方就是用了这种技术来用于两国领导人的交流。语音技术的第三分支是语音识别。语音识别是语音合成的逆过程，主要目的就是把语音信号转换成文字，它的难度要远远高于语音合成，是目前在语音方面最具有挑战性的一个分支。
在20世纪中叶，由于Markov model的提出，科学家们对于语音技术未来充满了希望，而政府也开始逐渐关注这个研究的进展。1971年美国的科学家们开始合作共同研究，他们的目标是完成一个可以识别语音的计算机系统。这是当时规模最大的语音技术项目。在同一时间，剑桥大学也开始关注这个并创立了一个新的研究室，这个实验室建立的原因就是他们想要对语音机器人进行研究，从而使英国能够在语音技术领域有较大进步。
在语音技术领域中数字信号处理是人们平时比较关注的一个分支。世界范围内的许多有名气的科学家及科学院纷纷对此展开了深入的研究。到了80年代初，人们对语音技技术已经有了一定的研究，同时也形成了多个门派。到了21世纪，这种公司更是比比皆是。
1.3 研究的内容和要求
在本次设计中我们需要完成的工作是设计一个智能语音系统，它包含两个方面，分别是硬件和软件。硬件部分需要做的是绘制PCB原理图，焊接以及调试；而我负责软件部分，需要做的是根据硬件部分同学绘制好的原理图画好仿真图，并编写相应的程序进行编译，最后是两个人进行软硬件联调。
2 方案论证
2.1 系统总框图
图2-1 系统总框图
2.2 单片机选择
方案一 89C52芯片
STC公司生产了许多不同种类的单片机，其中以89C52单片机性能最优，他不仅消耗功率少，性能也比较全面。在选取内核时STC公司延续了传统，使用的是MCS-51内核，但是也做了不少的改进；在单片机结构上，STC89C52单片机中含有8位CPU和系统可编程Flash存储器(8k),这样在面对各种复杂的开发环境时STC89C52单片机就能够更快速更好的应用。在功能上，STC89C52单片机中包含了许多基础功能，如存储程序、计数/定时、复位、数据的输入输出、开关中断以及串行口，这些与其他的单片机并没有多大的区别。此外STC89C52单片机在0Hz时有两种节电模式选择：一种是空闲模式，这种模式下除CPU不再工作外其他部分可以继续运行；另一种是掉电保护模式，这种模式下在保存完RAM内容后，单片机内各模块全部停止工作，一直到下个命令或复位后才开始工作。由于89C52芯片被广泛的应用于各种开发实践，所以有很多89C52的开发经验，所以采用89C52进行开发时有很多开发经验可以借鉴。
在设计过程中，首先是确定系统主程序流程图，再确定各个子程序的流程图，这样对于系统的运行则一目了然，程序的编写也变得简单起来。
1 绪论 1
1.1 课题研究的意义 1
1.2 国内外研究的现状 2
1.3 研究的内容和要求 2
2 方案论证 2
2.1 系统总框图 3
2.2 单片机选择 3
2.3 语音芯片选择 4
3 软件设计 5
3.1 程序设计 5
3.2 主程序流程图 7
3.3 LD3320工作方式设计 8
3.4 系统程序设计 10
4 软件调试 24
4.1 LD3320的调试 24
4.2 程序的调试 26
4.3 软硬件联调 26
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
附录A 系统原理图 30
附录B 完整程序 31
1 绪论
1.1 课题研究的意义?
社会在发展，科学技术也随之发展，电子产品的更新更是越来越快，使用声控技术制作的产品也越来越多，人类的生活同样受到了巨大的影响。随着智能家居概念的提出，智能语音控制技术逐渐渗透到人们平常的生活当中，直接通过说话控制家电也不再是不可能。在人们想控制电器时，已经没有必要使用各种开关和遥控器，而是使用我们平常的语言就可以来完成，比如说市场上的各种智能电器，人们再也不会因为各种遥控器的复杂操作而烦劳，人们可以很轻松的操作各种各样的电器产品，达到更符合人性化的设计。到了21世纪，科学技术迅猛发展，相应的智能语音技术也在不断完善，到了2010年，已经有了许多不同种类的声控产品，科学家们也开始对之倾注大量心 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
接通过说话控制家电也不再是不可能。在人们想控制电器时，已经没有必要使用各种开关和遥控器，而是使用我们平常的语言就可以来完成，比如说市场上的各种智能电器，人们再也不会因为各种遥控器的复杂操作而烦劳，人们可以很轻松的操作各种各样的电器产品，达到更符合人性化的设计。到了21世纪，科学技术迅猛发展，相应的智能语音技术也在不断完善，到了2010年，已经有了许多不同种类的声控产品，科学家们也开始对之倾注大量心血。
随着科学技术的不断进步，玩具的市场组成结构也产生了巨大的变化：传统玩具在市场中的比重越来越小，而高科技的玩具在市场中的比重越来越大。含有高科技的人机互动式玩具已经成为现在的主流产品。
本次毕业设计我们主要采用语音识别技术，来实现对家电的语音智能控制。该系统用LED指示灯来模拟电器的工作状态。
1.2 国内外研究的现状?
语音识别技术的实用性随着语音识别处理技术的不断发展而不断提高。国际上已有很多种基于语音识别技术的产品，用来实现特定任务和适用于特定环境的听写机也已经开始被运用。比如IBM、APPLE、AT&T、Micr0Soft等著名公司都认为语音识别的应用前景乐观，向语音识别系统的开发投入大量资金，语音识别技术在人们生活中的实用性不断加大。21世纪初期的主要成果体现在实现了机器(计算机)的同声传译系统以及在不同环境下的语音识别技术。
由于消费者注意力的转移，生产商们也开始逐渐关注智能语音控制，他们纷纷发行许多符合消费者需求的智能产品，其中比较出色的是凌阳产的机器人，它不仅具有快速的信息处理能力，还能够对语音进行更快的反应。同时也加入了噪声检测技术，当环境里的噪声达到一定值时，能够给用户进行对应的提醒；并且加入了可信度评估和拒识技术，对于命令以外的语音或者干扰声音可以拒识。在语音通信过程中，大大提高了抗噪声能力。伴随着机器人技术的发展，语音识别技术也是在不停进步，未来实现高智能的人机交流不再是天方夜谭。虽然这些目标在目前是无法完成的，但是我相信只要通过不懈的努力并付出大量的的精力，这些肯定会实现的。
留声机和电话的出现激起了人们对于语音传输技术的好奇。之后，人们便可以有效的存储和传输语音信号。后来语音技术有了三个分支。在起初人们主要是为了获得更好地语音效果；后来，人们开始研究语音技术的第二分支-语音合成技术，本课题研究的是根据文本制造声音。1936年AT&T的贝尔实验室（Bell Lab）发明了世界上第一个基于语音技术的电子语音合成器，在二战中为了保证信息不被泄露，军方就是用了这种技术来用于两国领导人的交流。语音技术的第三分支是语音识别。语音识别是语音合成的逆过程，主要目的就是把语音信号转换成文字，它的难度要远远高于语音合成，是目前在语音方面最具有挑战性的一个分支。
在20世纪中叶，由于Markov model的提出，科学家们对于语音技术未来充满了希望，而政府也开始逐渐关注这个研究的进展。1971年美国的科学家们开始合作共同研究，他们的目标是完成一个可以识别语音的计算机系统。这是当时规模最大的语音技术项目。在同一时间，剑桥大学也开始关注这个并创立了一个新的研究室，这个实验室建立的原因就是他们想要对语音机器人进行研究，从而使英国能够在语音技术领域有较大进步。
在语音技术领域中数字信号处理是人们平时比较关注的一个分支。世界范围内的许多有名气的科学家及科学院纷纷对此展开了深入的研究。到了80年代初，人们对语音技技术已经有了一定的研究，同时也形成了多个门派。到了21世纪，这种公司更是比比皆是。
1.3 研究的内容和要求
在本次设计中我们需要完成的工作是设计一个智能语音系统，它包含两个方面，分别是硬件和软件。硬件部分需要做的是绘制PCB原理图，焊接以及调试；而我负责软件部分，需要做的是根据硬件部分同学绘制好的原理图画好仿真图，并编写相应的程序进行编译，最后是两个人进行软硬件联调。
2 方案论证
2.1 系统总框图
图2-1 系统总框图
2.2 单片机选择
方案一 89C52芯片
STC公司生产了许多不同种类的单片机，其中以89C52单片机性能最优，他不仅消耗功率少，性能也比较全面。在选取内核时STC公司延续了传统，使用的是MCS-51内核，但是也做了不少的改进；在单片机结构上，STC89C52单片机中含有8位CPU和系统可编程Flash存储器(8k),这样在面对各种复杂的开发环境时STC89C52单片机就能够更快速更好的应用。在功能上，STC89C52单片机中包含了许多基础功能，如存储程序、计数/定时、复位、数据的输入输出、开关中断以及串行口，这些与其他的单片机并没有多大的区别。此外STC89C52单片机在0Hz时有两种节电模式选择：一种是空闲模式，这种模式下除CPU不再工作外其他部分可以继续运行；另一种是掉电保护模式，这种模式下在保存完RAM内容后，单片机内各模块全部停止工作，一直到下个命令或复位后才开始工作。由于89C52芯片被广泛的应用于各种开发实践，所以有很多89C52的开发经验，所以采用89C52进行开发时有很多开发经验可以借鉴。
在设计过程中，首先是确定系统主程序流程图，再确定各个子程序的流程图，这样对于系统的运行则一目了然，程序的编写也变得简单起来。
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