专利名称：语音智能步进电机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种语音智能步进电机控制器。
背景技术：
目前大部分步进电动机控制系统多以单片机为基础，控制者的命令通过按键输人来表达，如按某键使电机启/停，按某键使电机正/反转等。虽然按键方式设计简单，但人机互动性、智能化水平较差，在一些工作环境恶劣、对人身有伤害的地方(如地下、深水及辐射、高温等)，手工难以操作。而人类使用最频繁、最习惯的信息交流工具是语音，因此，设计一种电机语音控制器，在某种程度上实现真正的“人机对话”，对丰富工控场合的控制手段，有一定的实用意义。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:一种语音智能步进电机控制器，其特征在于:其结构包括89C51单片机、步进电机、驱动电路、SPCE061A凌阳微控制器，所述89C51单片机与驱动电路相连接，步进电机与驱动电路相连接，89C51单片机与SPCE061A凌阳微控制器相连接。进一步的:步进电机为四相12V的42BYGH107，驱动电路为ULN2083A达林顿驱动电路。采用这样的结构，利用SPCE061A凌阳微控制器能够快速地处理各种复杂的数字信号。进一步的:所述SPCE061A凌阳微控制器芯片上集成有ADC、DAC、RAM、FLAsH、定时器、锁相环、低电压检测、复位、看门狗、ICE接口。SPCE06IA凌阳微控制器是精简指令RISC型16位系统级芯片S0C，具有DSP功能，CPU最高时钟可达49.152MHz。进一步的:89C51单片机上具有麦克风、A\D转换装置、编解码处理器、D\A转换装置、输出装置，存储装置，上述装置相互配合共同完成语音的处理，麦克风与A\D转换装置连接，编解码处理器与D\A转换装置和存储装置分别连接，D\A转换装置与输出装置连接。输入麦克风的模拟语音信号首先要进行预处理，主要完成模/数转换，必要时还要作预加重、自动增益控制等处理过程，实现语音信号的数字化；然后对经过预处理的数字信号进行编码，建立识别时所需的语音数据模型库并存储，这个过程也称之为“训练”;之后根据输人信号的特征参数同已建立的语音模型库进行模式匹配比较，从而完成识别；最后对识别结果解码后输出，即进行语音播报。所述SPCE06IA凌阳微控制器接口板路线上集成有电源接口，电源，睡眠指示灯，在线调试器接口、拨断开关、EZ-Probe接口、音频输出接口、麦克输入端接口。音频输出接口中，一个是耳机插孔；另一个是两针的插针外接喇叭接口，所述麦克输入端接口带自动增益控制，在线调试器接口有5针，其中两针分别是地VSS和3.3V电源VCC,在线调试器的一端与在线调试器的5针接口相连，另一端接PC机25针并口，EZ-Probe一端连接PC机的25针并口，另外一端连接61板的5针EZ-PROBE接口。61 板将 SPCE061A 凌阳微控制器的 32 个 I/O 口 IOAO 10A15, IOBO 10B15 引出，引脚41 48、53、54 60与A 口对应；引脚5 1、81 76、68 64与B 口对应，所述I/O 口能够进行编程，I/O 口设置为输入或输出接口。
图1为本实用新型结构示意图，图2为SPCE061A凌阳微控制器接口板图，图3为语音处理在单片机系统上的实现原理图。
具体实施方式
1-SPCE061A凌阳微控制器，2-89C51单片机，3_接口，4_驱动电路，5-步进电机，6-负载，7-电源接口，8-电源指示灯，9-睡眠指示灯，15-麦克风，10-A/D转换装置，11-编解码处理，12-D/A转换装置，13-输出装置，14-存储装置。图1中，SPCE061A凌阳微控制器I与89C51单片机2连接，89C51单片机2与达林顿驱动电路4通过接口 3连接在一起,达林顿驱动电路4与步进电机连接,步进电机与负载6连接。语音控制采用SPCE061A凌阳微控制器，SPCE061A凌阳微控制器是一款精简指令RISC型16位系统级芯片S0C，同时有DSP功能，CPU最高时钟可达49.152MHz，能够快速地处理各种复杂的数字信号，非常适用于语音处理。硬件上，SPCE061A芯片内高度集成，如ADC、DAC、RAM、FLAsH、定时器、锁相环、低电压检测及复位、看门狗、ICE接口等等。图2中，61板将SPCE061A凌阳微控制器的32个I/O 口，即IOAO 10A15，10B0 10B15全部引出，对应的引脚为A 口，41 48、53、54 60 ；B 口，5 1、81 76,68 64。该I/O 口是可编程的，即可以设置为输入或输出接口。音频输入/输出接口:X1是语音的MIC输入端，带自动增益(AGC)控制，J12和J3都是语音输出接口，其中一个是耳机插孔，另一个是两针的插针外接喇叭口，由DAC输出引脚21或22，经语音集成放大器SPY0030放大，然后输出。SPY0030是凌阳微控制器的芯片，相当于LM386，但是比386音质好。 在线调试器(PROBE)和EZ-PROBE接口: J4为连接在线调试器PROBE的一个接口，该接口有5针，其中两针分别是地(VSS)和3.3V电源(VCC)，在线调试器PROBE的一端与PROBE的5针接口相连，PROBE的另一端接PC机25针并口。采用这样的设计就不需要再用仿真器和编程器了，只要按说明将其连接好，就可以通过它在PC机上调试程序、在线仿真、最后将程序下载到芯片中，完成程序的编写；Jll是EZ-PROBE的接口，使用一根转接线用作EZ-PR0BE的下载，EZ-PR0BE的一端连接PC机的25针并口，另外一端连接61板的5针EZ-PROBE接口。图3为语音输入、识别和播报的基本原理:本实用新型的设计是建立在孤立词、小字表、特定发音人识别基础上的。语音处理在单片机系统上的实现原理如下:输入麦克风的模拟语音信号首先要进行预处理，主要完成模/数，即A/D10的转换，必要时还要作预加重、自动增益控制等处理过程，实现语音信号的数字化；然后对经过预处理的数字信号进行编码，建立识别时所需的语音数据模型库并进行存储，这个过程也称之为“训练”;之后根据输人信号的特征参数同已建立的语音模型库进行模式匹配比较，从而完成识别；最后对识别结果解码后输出，即进行语音播报。用软件实现环型分配器功能:这种方法需在内存区域开辟一个区域存储环形分配器的输出状态表。系统软件按照电动机正反转的要求按正反顺序依次将状态表的内容取出送至电动机输出口，从而实现电动机激励状态的转换。步进电动机的速度控制:控制步进电动机的运行速度，实际上就是控制系统发出脉冲的频率或换相的周期。系统可用两种方法确定脉冲的周期，一种是延时，一种是定时器。步进电动机的加减速控制:实现加减速控制的基本思想就是改变控制信号的频率。利用定时器延时时，在加速段，定时器的初值由小变大，延时时间由长变短；在减速段，定时器的初值由大变小，延时时间由短变长；而在恒速时，定时器的初值始终保持不变。
权利要求1.一种语音智能步进电机控制器，其特征在于:其结构包括89C51单片机、步进电机、驱动电路、SPCE061A凌阳微控制器，所述89C51单片机与驱动电路相连接，步进电机与驱动电路相连接，89C51单片机与SPCE061A凌阳微控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的语音智能步进电机控制器，其特征在于:步进电机为四相12V的42BYGH107，驱动电路为ULN2083A达林顿驱动电路。
3.根据权利要求1所述的语音智能步进电机控制器，其特征在于:所述SPCE061A凌阳微控制器上集成有ADC、DAC、RAM、FLAsH,定时器、锁相环、低电压检测、复位、看门狗、ICE接□。
4.根据权利要求1所述的语音智能步进电机控制器，其特征在于:89C51单片机上具有麦克风、A\D转换装置、编解码处理器、D\A转换装置、输出装置，存储装置，上述装置相互配合共同完成语音的处理，麦克风与A\D转换装置连接，编解码处理器与D\A转换装置和存储装置分别连接，D\A转换装置与输出装置连接。
专利摘要本实用新型涉及一种语音智能步进电机控制器，其结构包括89C51单片机、步进电机、驱动电路、SPCE061A凌阳微控制器，所述89C51单片机与驱动电路相连接，步进电机与驱动电路相连接，89C51单片机与SPCE061A凌阳微控制器相连接，其中步进电机为四相12V的42BYGH107，驱动电路为ULN2083A达林顿驱动电路，采用这样的设计不需要再用仿真器和编程器，简化了传统的语音控制器的结构，本实用新型能够在恶劣环境中工作，快速地处理各种复杂的数字信号，智能化水平高，在某种程度上实现真正的“人机对话″。
文档编号H02P8/14GK203039632SQ20122030883
公开日2013年7月3日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者刘伟 申请人:刘伟