文档介绍：1 引言
研究的背景及意义
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] 。
国内外研究现状与发展
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。而全球玩具市场的内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] 。
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’nSP 16 位微处理器内核(以下简称µ’nSP)。SPCE061A内嵌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内资源。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SACM A2000和SACM S480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。其两个音频DAC输出口可以接喇叭,发声系统很容易实现。该单片机拥有两个16位的I/O口,对于系统要求的显示时间、外接键盘、外接存储器完全可以满足。拥有14个中断源,9个中断向量,2个中断优先级是SPCE061A可以完成大量中断子程序,方便系统软件的设计。以上所述SPCE061A可以满足该设计的要求。
借助于 SPCE061A的语音特色,我们开发出了这款语音控制小车。[5]小车不仅具有前进、后退、左转、右转停车等基本功能;同时配合 SPCE061A的语音特色,实现语音控制功能。
2 语音控制小车设计要求
功能要求
语音控制小车是凌阳大学计划推出的基于 SPCE061A 的代表性兴趣产品,它配合 61 板推出,综合应用了 SPCE061A的众多资源,打破了传统教学中单片机学习枯燥和低效的现状。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。
语音控制小车的主要功能:
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。
功能说明
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。
车体:双电机两轮驱动
供电:电池(四节 AA:×4 或 ×4)
注:由于语音信号的不确定性,语音识别的过程会出现一定的误差和不准确性;
由于小车行动比较灵活,速度比较快,在使用时一定要注意保持场地足够大,且保证不会对周围的物体造成伤害;
不要让小车长时间运行在堵转状态(堵转状态:由于小车所受阻力过大,造成小车电机加电但并不转动的现象),这样会造成很大的堵转电流,有可能会损坏小车的控制电路。
可以自行添加各种传感器,实现避障、循迹、跟踪等功能。
3 芯片特性简介
SPCE061A简介
    随着单片机功能集成化的发展,其应用领域也逐渐地由传统的控制,扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理(DSP,Digital SignalProcessing)等领域。凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。它的CPU内核采用凌阳最新推出的µ’nSP™(Microcontroller and Signal