1 緒論 1
1.1 選題的背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢 1
1.3 工作的預(yù)期成果 2
1.4 主要研究內(nèi)容 2
2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 2
3語音識別功能 3
3.1 LD3320語音模塊的介紹 3
3.2 LD3320主要特色功能 4
3.3 內(nèi)部單元模塊 4
3.4 關(guān)鍵詞的錄入 5
4 單片機及各個模塊的介紹 5
4.1 STC單片機簡介 5
4.2 電機驅(qū)動模塊 6
4.2.1 L298N芯片 6
4.2.2 PWM調(diào)速 6
4.3數(shù)碼管 7
4.3.1 數(shù)碼管的應(yīng)用 7
4.3.2 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) 7
4.4 穩(wěn)壓電路 8
4.5 加速、減速 9
5 系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計 9
5.1 系統(tǒng)仿真及軟件設(shè)計 9
5.2 實物圖 12
結(jié)論 12
參考文獻 14
附錄 15
致謝 22
1 緒論
1.1 選題的背景及意義
當前，機器人只是能夠?qū)θ祟愡M行簡單模仿。這遠遠達不到人類所需求的功能。人們一直都在尋求一種方式能讓機器識別出人類語言。因此，為了適應(yīng)人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與對于人機交流日益增長的需求，語音識別技術(shù)應(yīng)運而生。比如玩具市場，擁有高科技技術(shù)的智能化玩具發(fā)展迅速。電子化的玩具逐漸取代傳統(tǒng)的玩具成為發(fā)展潮流。雖然我國是玩具生產(chǎn)大國，但在高科技玩具領(lǐng)域依然有很大的發(fā)展空間。所以，增加對該方面研究的重視程度，在技術(shù)的創(chuàng)新方面和推動我國經(jīng)濟快速發(fā)展的方面，都有其現(xiàn)實的意義。除此之外，機器人還能夠取代我們完成危險性的工作或者具有重復(fù)性以及精確度高的工作。利用語音識別的方法，機器人可以把人類所說的話轉(zhuǎn)化為機器人可識別命的令。與機器人進行語音交互是人類夢寐以求的事情。最近幾年，語音識別技術(shù)的發(fā)展迅猛，成績顯著且逐漸步入市場。
1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢
近幾年，單片機越來越便宜，使用的數(shù)量越來越多。國外機器人性能越來越強，器件集成化，模塊化逐漸成為發(fā)展趨勢。其不僅方便使用還在很大程度上減小維修時的工作量。基于PC機的開放型控制器逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模式成為新型的高科技技術(shù)。目前機器人的特點不再是追求全自治系統(tǒng)而是追求人機交互技術(shù)。除此之外，新興起的VR技術(shù)也在機器人中得到很大的應(yīng)用。
機器人的制造及應(yīng)用水平，代表了一個國家的制造業(yè)水平，發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)上升到國家戰(zhàn)略高度。機器人的廣泛使用是我國從制造業(yè)大國走向制造業(yè)強國的重要手段和途徑。
我國對機器人的學(xué)習(xí)起步時間相比于國外較晚，但發(fā)展迅猛，在國內(nèi)外占據(jù)了一定的市場。從1970-1980的剛剛開始起步，到1980-1990進行逐步探索，再到1990至今開始應(yīng)用，我國機器人發(fā)展越來越快。蛇形機器人的問世表明我國制造機器人的能力又向前邁進了一大步。
對于我國來說，機器人的制造還存在局限性。在機器人的制造時還有部分零件需要進口，不能實現(xiàn)獨立自主的創(chuàng)造。所以未來的工作主要是研究機器人的核心控制器。該控制器還需具有自主性,實現(xiàn)從中國制造向中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變。除此之外，還應(yīng)形成一個完善的標準,實現(xiàn)模塊化的結(jié)構(gòu),以便于后期的改造集成。更好的與傳感器結(jié)合,結(jié)合VR技術(shù)以及正在蓬勃發(fā)展的人機交互技術(shù)才能更好的實現(xiàn)智能化。
綜合國內(nèi)外機器人研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，機器人的研究正在超智能化、模塊化、系統(tǒng)化、微型化、多功能化及高性能、自診斷、自修復(fù)趨勢發(fā)展，以適應(yīng)多樣化、個性化的需求向更大更寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。
1.3 工作的預(yù)期成果
本次設(shè)計希望能夠通過LD3320語音識別模塊識別語音指令并把相似度最高的關(guān)鍵字所代表的內(nèi)容發(fā)送給單片機，以達到控制機器人前進，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)和加減速的目的，同時可以使數(shù)碼管顯示“1”，“2”，“3” 或“4”。
1.4 主要研究內(nèi)容
本文主要研究當機器人加入了語音識別功能時出現(xiàn)的問題及解決辦法。語音識別的實現(xiàn)分為3部分：關(guān)鍵字的寫入，ID的設(shè)置，識別過程。除此之外，還詳細描述語音識別系統(tǒng)將識別結(jié)果傳遞給主控單片機后，單片機是如何驅(qū)動電機以及如何對數(shù)碼管進行控制。
根據(jù)以上內(nèi)容，我們可以大致了解本次設(shè)計所需要做的工作。下面，我們著重介紹該語音識別機器人系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案
本次設(shè)計中，首先通過麥克風(fēng)將語音信號傳入語音識別芯片，當語音模塊與參考模式庫中的關(guān)鍵詞列表相比對后，將識別結(jié)果傳送給主控制器。然后，主控制器分別控制數(shù)碼管的顯示和直流電機轉(zhuǎn)動。
語音識別機器人原理圖如下：
圖2-1 語音識別機器人原理
本次設(shè)計分為兩個大的部分：語音識別部分和由STC控制的電路部分。第一步，語音識別模塊部分和由STC控制的電路部分都進行初始化工作，主要包括變量的設(shè)定，設(shè)置定時器的工作方式，還有關(guān)于中斷的設(shè)置等。然后對語音模塊寫入關(guān)鍵詞列表，打開循環(huán)系統(tǒng)，檢測是否有信號觸發(fā)系統(tǒng)工作，如果是，則開始定時。在此次定時結(jié)束之前，檢測是否有聲音的輸入，如果有，就進行匹配；沒有的話，就開始下一次的循環(huán)。通過頻譜分析的方法檢測是否為關(guān)鍵詞列表中的詞，不是的話就進行下一次循環(huán)，是的話就作為最佳的結(jié)果輸出給單片機的P3^0到P3^7引腳，并由單片機控制數(shù)碼管和電機。
圖2-2為實現(xiàn)該語音識別機器人的流程圖。
圖2-2 語音識別機器人流程圖
接下來，介紹本次設(shè)計中的語音識別部分的知識。
3語音識別功能
3.1 LD3320語音模塊的介紹
LD3320芯片的優(yōu)勢是其采用了非特定人語音識別技術(shù)。即任何人在指令正確的前提下，都可以控制。基于LD3320可以輕松實現(xiàn)多人使用的功能。
語音識別是完成語音控制的核心技術(shù)。通過語音實現(xiàn)人機交互成為目前研究的難點和熱點。這次設(shè)計所用到的語音模塊是運用STC11L08XE單片機,配合ICRoute公司的高性能LD3320語音識別芯片,分別實現(xiàn)語言控制系統(tǒng)的主控制模塊、總體結(jié)構(gòu)和語音識別模塊的軟硬件設(shè)計。運用該模塊實現(xiàn)了基于非特定人語音識別系統(tǒng)的設(shè)計。
語音的識別過程主要有兩個階段:訓(xùn)練階段與識別階段。無論是訓(xùn)練還是識別階段,輸入的語音都必須經(jīng)過預(yù)處理和特征提取兩個過程。其中訓(xùn)練階段是利用用戶輸入的多次訓(xùn)練語音,通過預(yù)處理和特征提取兩個過程,得到特征參數(shù),最后利用特征參數(shù)建模,完成訓(xùn)練語音參考模型庫的建立。識別階段是將輸入的語音特征矢量參數(shù)和參考模式庫中的參考模型進行相似性度量比較,然后把相似度最高的輸入特征矢量作為識別結(jié)果輸出,從而達到語音識別的目的。
工作原理圖如圖3-1所示：
圖3-1語音識別原理框圖
3.2 LD3320主要特色功能
1、非特定人語音識別技術(shù)：不需要用戶進行錄音訓(xùn)練。
2、可動態(tài)編輯的識別關(guān)鍵詞語列表：只需要把識別的關(guān)鍵詞語以字符串的形式傳送進芯片，即可以在下次識別中立即生效。比如，用戶在單片機的編程中，簡單地通過設(shè)置芯片的寄存器，把諸如“你好”這樣的識別關(guān)鍵詞的內(nèi)容動態(tài)地傳入芯片中，芯片就可以識別這樣設(shè)定的關(guān)鍵詞語了。
3、真正單芯片解決方案：不需要任何外接的輔助Flash和RAM，真正降低系統(tǒng)成本。
4、內(nèi)置高精度A/D和D/A通道：不需要外接AD芯片，只需要把麥克風(fēng)接在芯片的AD引腳上。
5、高準確度和實用的語音識別效果。
6、支持用戶自由編輯50條關(guān)鍵詞語：在同一時刻，最多在50條關(guān)鍵詞語中進行識別，終端用戶可以根據(jù)場景需要，隨時編輯和更新這50條關(guān)鍵詞語的內(nèi)容。
3.3 內(nèi)部單元模塊
LD3320語音識別模塊的主控制單元STC11L08XE能更好的處理數(shù)據(jù)且輸入輸出端口方便控制。其內(nèi)部就包含一個很可靠的復(fù)位電路，適用于干擾大，速度要求快的環(huán)境。其內(nèi)部包含CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時器、計數(shù)器、輸入輸出接口、看門狗、片內(nèi)\片外振蕩電路、UART串口等。
3.4 關(guān)鍵詞的錄入
關(guān)鍵詞列表的形成是LD3320中關(guān)鍵的部分。STC11L08XE單片機可以在收到外部一個觸發(fā)后，啟動定時識別過程并且在這個時間段內(nèi)說出想要識別的關(guān)鍵詞語。超過這個時間后，需要用戶再次觸發(fā)才能啟動一個識別過程。也可以使用反復(fù)識別的方法，沒有語音時，則識別過程定時結(jié)束后再啟動一個新的識別過程。有語音時，則在根據(jù)識別作相應(yīng)處理后，再次開啟新的識別過程。當需要的關(guān)鍵詞語錄入完畢后，可以適當錄入一些類似的詞語。這些類似的詞被稱作“垃圾關(guān)鍵詞語”，這是為了減少錯誤識別的情況。例如，針對“北京”這個詞，我們可以在補充“北方”，“南京”這種類似的詞。當識別出“北京”后，我們可以斷定結(jié)果是正確的。如果出現(xiàn)“北方”，“南京”，就可以判斷是由于雜音造成的錯誤，并且接著啟動一次檢測。采用該方法，可以很大程度上減少錯誤識別出現(xiàn)的情況。因為只有識別結(jié)果在所指定的關(guān)鍵詞中才被認為是有效的詞語。
關(guān)鍵詞語的錄入是通過拼音串的形式錄入模塊中的。在錄入拼音串時要同步錄入相應(yīng)的ID。用這個ID指代該關(guān)鍵詞語。相應(yīng)的，語音模塊識別出相似度最高的詞也是通過該ID傳出。終端用戶在說語音指令時，可能對同一詞匯有不同的發(fā)音習(xí)慣。比如“打開電燈”和“開燈”，“打開燈”，“把燈打開”。我們可以用同一個ID來指代這些意思相同的詞匯。另外，還可以把添加的垃圾關(guān)鍵詞語的ID都標記為一個值。這樣在程序中就很容易識別錯誤的詞匯。
充分利用LD3320的50條可動態(tài)編輯的關(guān)鍵詞語，開發(fā)者可以把這些習(xí)慣發(fā)音都設(shè)置進芯片，這樣無論用戶怎么說，都會被識別出來，進一步增加終端用戶的良好體驗。
4 單片機及各個模塊的介紹
4.1 STC單片機簡介
單片機全稱是單片微型計算機，內(nèi)部主要是將5個部分集成在芯片內(nèi)，這5個部分分別為中央處理器、定時/計數(shù)器、只讀存儲器、隨機存儲器以及輸入和輸出接口電路。
隨著單片機的發(fā)展，適用于不同領(lǐng)域的單片機逐漸出現(xiàn)。單片機的優(yōu)勢是其在計算方面很強大并且計算用的時間很短。單片機的優(yōu)勢確保了其能夠應(yīng)用的行業(yè)非常全面，早就作為各行各業(yè)中的智能化器件，對各行各業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)改造起到了不容忽視的作用。
在眾多的51系列單片機中，要算國內(nèi)STC公司的1T增強系列更具有競爭力，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的具有FLASH工藝的大容量程序存儲器。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。
4.2 電機驅(qū)動模塊
4.2.1 L298N芯片
電機驅(qū)動模塊部分所用的芯片為L298N芯片,有4通道邏輯驅(qū)動電路。內(nèi)含2個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器,接受標準TTL邏輯電平信號,可驅(qū)動46V、2A以下的電機。該芯片所采用的SMT工藝具有穩(wěn)定性高的特點。該模塊可以直接控制兩路直流電機,方便控制直流電機速度和方向。
L298N有邏輯電源和動力電源兩路電源,5V為邏輯電源,7.2V為動力電源。EN_A、EN_B控制電機是否使能，IN1、IN2、IN3、IN4控制電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速。本次使用的電機是線圈式的,從運行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止狀態(tài)和從順時針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)到逆時針狀態(tài)時會形成很大的反向電流,在電路中加上二極管的作用就是在產(chǎn)生反向電流的時候進行泄流,保護芯片安全。
L298N的邏輯功能為當EN_A，EN_B均為低電平時，兩個電機沒有通電而不會工作或者斷電處于一種剎停狀態(tài)。當EN_A，EN_B均為高電平時，兩個電機使能，會根據(jù)IN1、IN2、IN3、IN4的狀態(tài)控制電機旋轉(zhuǎn)的方向以及速度。當把“1”傳進IN1端口，IN2為“0”時，電動機順著時間指針轉(zhuǎn)，當IN1為“0”，“1”信號傳進IN2時，電動機就會以相反的方向轉(zhuǎn)。
4.2.2 PWM調(diào)速
PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負載兩端的電壓，從而達到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。
在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來達到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機的轉(zhuǎn)速。
圖4-1 PWM調(diào)速方波圖
上圖的方波周期為10ms，由圖顯而易見每個周期的脈沖寬度并不同。這是由于每個周期的占空比不同。明顯可以看出上圖為數(shù)字信號，為了使其能控制模擬電路，我們可以改變該方波的周期。假設(shè)方波的周期很小很小，這時電機的轉(zhuǎn)速就會顯示不同的狀態(tài)。假設(shè)一個時間段內(nèi)都是“1”時，輪子順時針旋轉(zhuǎn)，那么如果一個時間段內(nèi)“1”持續(xù)的時長是9ms，轉(zhuǎn)速就會小于該時間段內(nèi)都是“1”時的轉(zhuǎn)速。這樣就能夠通過改變電平高低持續(xù)的時間來達到改變輪子轉(zhuǎn)速的目的。該方法不僅化簡了硬件電路而且降低設(shè)計成本。
4.3數(shù)碼管
4.3.1 數(shù)碼管的應(yīng)用
共陰極數(shù)碼管是一類數(shù)字形式的顯示屏，通過對其不同的管腳輸入不同的電流，會使其發(fā)亮，從而能夠顯示時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。由于它的價格便宜、使用簡單、在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，部分家電使用液晶屏與熒光屏。
4.3.2 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)
在共陰極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)中,各段發(fā)光二極管的陰極連在一起并且接地,某段發(fā)光二極管輸入為高電平時,該段發(fā)光。一位數(shù)碼管的每一段劃都由一個發(fā)光二極管點亮，所以，一位數(shù)碼管有7個發(fā)光二極管構(gòu)成（加上小數(shù)點有8位）。
在a-dp各個引腳分別輸送高低電平，可以使數(shù)碼管分別表現(xiàn)出“0”-“9”，如要顯示“1”時，要求b、c引腳輸入為高電平，a、d、e、f、g、dp輸入為低電平， 16進制表示方式為“0x06”。
共陰極數(shù)碼管中的0-9的16進制表示方法如下：
字符： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
字段碼：0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f
下圖即為數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)：
圖4-2 數(shù)碼管原理圖
4.4 穩(wěn)壓電路
三端穩(wěn)壓集成電路LM7805。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。
圖4-3 電源模塊原理圖
外接一個電容用于穩(wěn)定LM7805內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)，同時改善電壓調(diào)整的過渡響應(yīng)。它的數(shù)值為生產(chǎn)廠家規(guī)定值，不得小于0.1微法，它的連接必須盡可能緊連LM7805的3腳。
4.5 加速、減速
整個系統(tǒng)的加速減速主要是通過兩個按鍵進行控制，按鍵按下時，系統(tǒng)的速度就會改變。下圖即為原理圖，當按下上邊的按鍵時，系統(tǒng)減速，按下下邊按鍵時，系統(tǒng)加速。
圖4-4 加、減速原理圖
下一章，我們將會介紹各個模塊如何相連接，并且通過什么方式控制機器人的各種狀態(tài)顯示。
5 系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計
語音控制機器人的結(jié)構(gòu)中，占首要地位的電子元器件為STC89C52單片機。其次為LD3320語音模塊，兩個直流電機和L298N模塊，以LM7805芯片為核心的穩(wěn)壓電路模塊，以共陰極數(shù)碼管為主的顯示電路和各種小器件。
5.1 系統(tǒng)仿真及軟件設(shè)計
該系統(tǒng)中麥克風(fēng)收到的語音指令傳入到LD3320芯片后，通過頻譜分析進行特征提取，然后與關(guān)鍵詞列表進行對比。最后，將識別結(jié)果傳輸給STC單片機，然后由主控單片機控制數(shù)碼管的顯示以及兩個電機，使機器人完成設(shè)計所要求的前進，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，加減速等運動狀態(tài)并且同步顯示“1”，“2”，“3”或“4”。
圖5-1 LD3320功能框圖
下面介紹的是我的設(shè)計中，編程的主函數(shù)的一部分。
while(1)
{
if(Y1==0&&Y2==1&&Y3==1&&Y4==1&&Y5==1){car_go(20+level*10,20+level*10);num=1;}//前進
else
if(Y1==1&&Y2==0&&Y3==1&&Y4==1&&Y5==1){car_back(20+level*10,20+level*10);num=2;}//后退
else
if(Y1==1&&Y2==1&&Y3==0&&Y4==1&&Y5==1){car_go(20+level*10,0+level*10);num=3;}//左轉(zhuǎn)
else
if(Y1==1&&Y2==1&&Y3==1&&Y4==0&&Y5==1){car_go(0+level*10,20+level*10);num=4;}//右轉(zhuǎn)
}
該程序的含義為設(shè)置一個無限循環(huán)，對Y1、Y2、Y3、Y4、Y5進行實時監(jiān)測，不同狀態(tài)執(zhí)行不同命令。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5即為LD3320芯片接收到指令并且識別正確后向主控單片機輸出的信號。比如當Y1=0、Y2=1、Y3=1、Y4=1、Y5=1時，執(zhí)行car_go(20+level*10,20+level*10)命令，機器人前進。
如下圖5-3即為仿真中Y1=0、Y2=1、Y3=1、Y4=1、Y5=1時的運動狀態(tài)和數(shù)碼管的顯示：
圖5-2 語音識別機器人仿真
圖5-3 語音模塊輸出實際仿真
語音識別部分的實質(zhì)也是通過輸入指令后，模塊輸出相應(yīng)的二進制字符串。如上圖可以看出語音識別模塊的輸出分別與主控單片機的P3^0，P3^1，P3^2，P3^3，P3^6連接，并向其輸入Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的值。
電機驅(qū)動模塊的實物中2個電動機分別分布于機器人底部的左右兩邊，而且可以在底部的前端加上一個萬向輪，其中電機支配的是位于前端2個輪子，后端輪子的功能主要是固定，撐起整個硬件。由下圖中右圖可以看出，L298N芯片的IN1與主控單片機的P1^2連接，IN2與P1^3連接，IN3與P1^4連接，IN4與P1^5連接，達到控制電機的轉(zhuǎn)向與速度的目的。控制電機是否已經(jīng)通電的EN_A，EN_B引腳與主控單片機的P1^0，P1^1連接。
下圖中，左圖為單片機最小系統(tǒng)。單片機的最小系統(tǒng)就是由盡可能簡單的電子元器件搭配起一個能夠正常工作的系統(tǒng)。本次單片機最小系統(tǒng)應(yīng)用的電子器件有晶振，電容，電阻等。
圖5-4 單片機最小系統(tǒng)及電機模塊仿真圖
圖5-5 數(shù)碼管顯示電路
通過P0口輸出的值控制數(shù)碼管的顯示。主控單片機的2^4引腳，2^5引腳，2^6引腳，2^7引腳與數(shù)碼管的1，2，3，4相連來選擇數(shù)碼管是否通電。
5.2 實物圖
圖5-6 實物圖
結(jié)論
人工智能正在逐漸改變?nèi)祟愔車沫h(huán)境，不再只是電影上的設(shè)想。不管是一個小小的快遞分揀機器人，還是可以簡單與人類交流的機器人，都對人類的生活起到了不可小覷的作用。浙江是我國快遞流動量最大的地方，最近在網(wǎng)絡(luò)上大量被轉(zhuǎn)載的一個視頻中，小小的機器人每小時可以處理將近2000個快遞包裹。這種小機器人能夠井然有序的將快遞搬到需要投遞的地方，大大增加了快遞運輸?shù)臅r效性。它們不僅能夠減少人工分揀時容易出現(xiàn)的錯誤情況，還能大大減少人類的工作量。這個例子很好的說明智能機器人緊緊圍繞我們的生活，而且越來越大眾化。機器人的使用讓生產(chǎn)力大大地提高，能夠幫助人類完成一些復(fù)雜重復(fù)性的工作。
通過仿真結(jié)果，可以看出當顯示“1”，電動機均正轉(zhuǎn)，機器人前進，顯示“2”，電動機均反轉(zhuǎn)，機器人后退，顯示“3”或“4”，電動機一個正轉(zhuǎn)一個反轉(zhuǎn)，機器人左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，顯示“0”，機器人剎停。本次設(shè)計利用了LD3320芯片去完成語音識別的機器人的設(shè)計，省去了復(fù)雜的鍵盤輸入控制。并且可以實現(xiàn)非特定人控制的目的，大大提高了實用性，以便于以后投入市場。
畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)對好的總結(jié)，不但考核了我們對于大學(xué)知識的學(xué)習(xí)是否牢固，而且考驗了我們對于已經(jīng)掌握的知識使用是否靈活。同樣，這也是我們學(xué)習(xí)知識的過程，在完成畢業(yè)設(shè)計的同時，我們能接觸到我們沒有接觸過的領(lǐng)域。這也是我們完善知識儲備的一個過程。
參考文獻
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附錄
//主函數(shù)
#include <STC12C5A60S2.h>
#include <intrins.h>
#include <DELAY.h>
#include <Robot_car.h>
#include <shumaguan.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit Y1=P3^0;
sbit Y2=P3^1;
sbit Y3=P3^2;
sbit Y4=P3^3;
sbit Y5=P3^6;
sbit K1=P2^1;
sbit K2=P2^0;
char num=0;
char level=1;
void main(void)
{
car_init();
Y1=Y2=Y3=Y4=Y5=1;
while(1)
{
if(Y1==0&&Y2==1&&Y3==1&&Y4==1&&Y5==1){car_go(20+level*10,20+level*10);num=1;}//前進
else
if(Y1==1&&Y2==0&&Y3==1&&Y4==1&&Y5==1){car_back(20+level*10,20+level*10);num=2;}//后退
else
if(Y1==1&&Y2==1&&Y3==0&&Y4==1&&Y5==1){car_go(20+level*10,0+level*10);num=3;}//左轉(zhuǎn)
else
if(Y1==1&&Y2==1&&Y3==1&&Y4==0&&Y5==1){car_go(0+level*10,20+level*10);num=4;}//右轉(zhuǎn)
else
if(Y1==1&&Y2==1&&Y3==1&&Y4==1&&Y5==0){car_go(20+level*10,0);num=5;delayus(100000);
car_back(20+level*10,20+level*10);num=6; delayus(100000);
car_go(0,20+level*10);num=7; delayus(100000);
car_go (20+level*10,20+level*10);num=8; delayus(100000); }//停止
xianshi2(level,num);
if(K1==0)
{ level++;if(level>3) level=1;
while(K1==0);
}
if(K2==0)
{ level--;if(level<1) level=3;
while(K2==0);
}
}
}
//延時函數(shù)
#ifndef __delay_H__
#define __delay_H__
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
unsigned char flag=0;
uchar l2=0;
uchar l3=0;
void DELAY_MS(unsigned int a)//延時函數(shù) 1MS/次
{unsigned int i;
while( --a != 0)
{
for(i = 0; i < 600; i++); //一個 ; 表示空語句,CPU空轉(zhuǎn)。
} //i 從0加到125，CPU大概就耗時1毫秒
}
void delayus(uint a) //延時1us左右
{
uchar b;
for(;a>0;a--)
for(b=12;b>0;b--);
}
void delay(int num)
{//延時函數(shù)
while(num--) ;
}
#endif
//數(shù)碼管顯示部分
#ifndef _shumaguan_H_
#define _shumaguan_H_
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit qian=P2^7;
sbit bai=P2^6;
sbit shi=P2^5;
sbit ge=P2^4;
uchar TB[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71};
void delay1(uchar tt)
{
uchar i,j;
while(tt!=0)
{
for(i=0;i<10;i++)
for(j=10;j>0;j--);
tt--;
}
}
void xianshi1(uint TT,uint YY)
{
qian=0;
P0=TB[TT%100/10];
delay1(5);
qian=1;
bai=0;
P0=TB[TT%10];
delay1(5);
bai=1;
if(YY==1) //H
{
ge=0;
P0=0x76; // 0111 0110
delay1(5);
ge=1;
}
else //L
{
ge=0;
P0=0X38; // 0 0011 1000
delay1(5);
ge=1;
}
}
void xianshi(uchar x,uint S)
{
qian=0;
P0=TB[x%10];
delay1(5);
qian=1;
bai=0;
P0=0x40;
delay1(10);
bai=1;
shi=0;
P0=0x40;
delay1(10);
shi=1;
ge=0;
P0=TB[S%10];
delay1(10);
ge=1;
}
void xianshi2(uint x,uint y)
{
qian=0;
P0=TB[x%10];
delay1(10);
qian=1;
ge=0;
P0=TB[y%10];
delay1(10);
ge=1;
}
#endif
//電機函數(shù)
#ifndef _robot_car_H_
#define _robot_car__H_
#include "delay.h"
#define uchar unsigned char //0~255
#define uint unsigned int //0-65536
sbit PWM1=P1^2;
sbit PWM2=P1^3;
sbit PWM3=P1^4;
sbit PWM4=P1^5;
sbit EN1=P1^0;
sbit EN2=P1^1;
uchar data t_0;
uchar data motor_r;
uchar data motor_l;
uchar data Value;
uchar data mid;
void motor_r_z(void)//右邊電動機正轉(zhuǎn)
{
motor_r=0x64+Value;
EN1=1;
}
void motor_l_z(void)//左邊電動機正轉(zhuǎn)
{
motor_l=0x64-Value;
EN2=1;
}
void motor_r_f(void)//右邊電動機反轉(zhuǎn)
{
motor_r=0x64-Value;
EN1=1;
}
void motor_l_f(void)//左邊電動機反轉(zhuǎn)
{
motor_l=0x64+Value;
EN2=1;
}
void car_go(uchar left_motor,uchar right_motor)//直行
{
Value=right_motor;
motor_r_z();
Value=left_motor;
motor_l_z();
}
void car_back(uchar left_motor,uchar right_motor)//后退
{
Value=right_motor;
motor_r_f();
Value=left_motor;
motor_l_f();
}
void car_stop(void)//停止
{
EN2=0;
EN1=0;
}
void car_init(void)//小車初始化函數(shù)
{
TMOD=0x10; //T1工作在方式1
TH1=0xff; //裝入T1初值
TL1=0xf6;
TR1=1;//開T0中斷
ET1=1;//T0允許中斷
EA=1;
t_0=0;
EN1=EN2=0;
}
void time1(void) interrupt 3 using 2
{
TR1=0;
TH1=0xff;
TL1=0xf6;
++t_0;
ACC=t_0;
CY=0;
ACC-=motor_r;
if(CY==1)
{
PWM1=1;
PWM2=0;
goto PWM_2;
}
PWM1=0;
PWM2=1;
PWM_2:
ACC=t_0;
CY=0;
ACC-=motor_l;
if(CY==1)
{
PWM3=1;
PWM4=0;
goto HIGHT;
}
PWM3=0;
PWM4=1;
HIGHT:
ACC=t_0;
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