基于SPCE061A 的智能語音識別系統(tǒng)設計

張曉莉 郭 婷

（深圳信息職業(yè)技術(shù)學院中德學院，廣東 深圳518172）

在我國，單片機的地位是不可撼動的，各行各業(yè)都有著廣泛的應用。在單片機的應用過程當中，我們必須要通過某種手段發(fā)揮出單片機的最高性能，單片機智能控制系統(tǒng)就是完成這項任務的最好幫手。單片機運行這個過程的復雜程度是非常大的，如果我們依靠手動輸入指令來應用微控制器，那么我們將花費大量的時間和精力，并且還可能導致一些錯誤，從而影響微控制器的正常運行。因此，要做好智能控制系統(tǒng)在單片機上的應用，為人們帶來生活的便利。

1 單片機

1.1 單片機的概念

單片機是一種重要的設備，意思就是將計算機集成到一片芯片之上，它在世界范圍之內(nèi)都很受歡迎。針對于我國企業(yè)應用單片機的現(xiàn)狀，我們對于單片機的應用程序應該更高效。這不得不提到智能控制系統(tǒng)。因為微控制器的應用要求比較大，所以我國目前都已經(jīng)開始使用智能控制系統(tǒng)來應用單片機了，淘汰掉了以前的應用單片機方式。通過智能技術(shù)提高單片機工作效率，我們可以使我們的各項工作更加順利。實際上，應用微控制器并不是那么簡單，它需要將指令轉(zhuǎn)化成機器語言，然后再與控制系統(tǒng)進行交互，實現(xiàn)具體的操作。如果我們的單片機智能控制該系統(tǒng)不夠先進，因此我們很難有效地完成這項工作。通過應用先進的單片機智能控制系統(tǒng)，我們可以在很短的時間內(nèi)完成單片機應完成的任務。另外，智能控制系統(tǒng)還可以長時間連續(xù)執(zhí)行操作，節(jié)省大量時間。

1.2 單片機的發(fā)展狀況

在發(fā)展單片機的過程當中，應該考慮單片機智能控制系統(tǒng)的先進性。在現(xiàn)階段，我國單片機的智能控制系統(tǒng)還不夠先進，致使該系統(tǒng)無法發(fā)揮作用，提高單片機的效率還不是很明顯。芯片微型計算機。如果要充分發(fā)揮單片機的優(yōu)勢，就必須大大提高智能控制系統(tǒng)的先進性。當然，除了單片機智能控制系統(tǒng)應用的先進性外，還應注意該應用的廣泛性。如果不能注意到這一點，那么單片機的智能控制系統(tǒng)將無法為更多的人帶來利益。目前，中國的各類企業(yè)對單片機等設備的需求不斷增長，需要一些自動控制技術(shù)來幫助我們控制單片機，從而節(jié)省了單片機的應用時間。通用性不足的問題影響了這種系統(tǒng)的認可程度。實際上，智能控制系統(tǒng)在單片機上的應用是非常有效的。該應用程序不夠廣泛，主要是因為它不夠先進，并且不能很好地處理各種情況。為了解決這個問題，我們需要更智能的手段。從這個角度出發(fā)，我們應該重視智能技術(shù)，將智能技術(shù)廣泛應用于微控制器，努力更好地提高微控制器的智能應用水平，為人們帶來更大的便利。另外，從目前的情況來看，在中國廣泛使用的單片機較舊，難以高效智能地執(zhí)行智能工作。如果這個問題沒有得到有效解決，那么我們將很難順利地進行單片機的智能化應用。

2 基于SPCE061A 的智能語音識別系統(tǒng)設計

本設計使用SPCE061A 微控制器作為語音識別的控制核心。本設計的硬件電路主要包括：麥克風（MIC）輸入模塊電路，SPCE061A 微控制器以及輸出模塊電路和通信模塊電路。

2.1 SPCE061A 微控制器

SPCE061A 微控制器是凌陽公司推出的16 位單芯片計算機，具有速度快，價格低，能耗低，簡單可靠等顯著優(yōu)點。

凌陽SPCE061A 微控制器在微處理器功能的基礎(chǔ)上具有DSP 功能。具有電壓低，系統(tǒng)工作頻率高的特點。它可以快速處理復雜的數(shù)字語音信號。微控制器具有帶自動增益控制功能的麥克風。（MIC）輸入法和音頻輸出（DAC）功能，使用SACM-S240音頻編碼方法，可容納210s 語音數(shù)據(jù)，提供豐富的C 函數(shù)庫和語音處理功能庫，適用于語音識別和數(shù)字語音產(chǎn)品的開發(fā)。單片機的這一特性使硬件電路減少了外部設備的數(shù)量。

SPCE061A 具有喚醒功能。當輸入電平更改時，CPU 將被中斷。當需要減少電池電量消耗時，CPU 可以快速進入睡眠模式并在需要時喚醒以工作。因此，SPCE061A 已成為數(shù)字語音識別領(lǐng)域產(chǎn)品的理想且經(jīng)濟的選擇。

2.2 語音模塊和電機模塊設計

2.2.1 識別培訓

正是由于語音識別系統(tǒng)的硬件電路相對簡單，所以語音識別系統(tǒng)的大部分功能都由其軟件實現(xiàn)。因此，語音識別系統(tǒng)的軟件設計非常復雜。在主程序中，RMA 存儲器在開始時被清除，這為存儲提取的語音信號的特征向量和模板庫做準備。播放第一個提醒聲音，以提醒用戶系統(tǒng)的語音訓練已經(jīng)開始，并且現(xiàn)在可以執(zhí)行訓練。培訓從該系統(tǒng)的觸發(fā)器名稱開始，這是系統(tǒng)的名稱。下一步是依次訓練每個命令。在培訓過程中，如果培訓成功，則將為下一次培訓提供語音提示；如果訓練失敗，將提示用戶繼續(xù)訓練該聲音。在訓練完所有命令之前，系統(tǒng)將準備進行語音識別。識別的初始化是確定語音輸入來自A 心轉(zhuǎn)換器的MCI 通道。播放開始聲音以使用戶清楚他現(xiàn)在可以向系統(tǒng)發(fā)出命令。收到命令后，系統(tǒng)將開始識別。如果識別成功，系統(tǒng)將根據(jù)命令執(zhí)行。如果識別失敗，系統(tǒng)還將通過語音提示告訴用戶為什么無法識別。

2.2.2 語音輸入設計

語音輸入的基本原理是通過A/D 轉(zhuǎn)換器將語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并在編碼后將其存儲在指定的存儲器中。SPCE061A單芯片A/D 轉(zhuǎn)換器共有8 個通道，其中之一是MIC-IN 輸入，用于采樣語音信號。然后將采樣信號轉(zhuǎn)換為電信號，并輸入到SPCE061A 的內(nèi)部前置放大器電路。語音輸入功能主要是通過調(diào)用SACMDVR 模塊來實現(xiàn)的，因此音頻信號的采樣頻率為8kHz，并根據(jù)SACMA2000 算法執(zhí)行壓縮編碼。每秒占用的存儲空間為 16Kb/s。 生成的語音數(shù)據(jù)存儲在擴展的SRAMHM628128A 中。容量為128KB。HM628128A 和SPCE061A板之間的接口通過IOA 和IOB。

2.2.3 語音輸出設計

語音輸出的基本原理是依次取出存儲在外部擴展SRAMHM628128A 中的語音數(shù)據(jù)，調(diào)整SACM-lib 庫中的SACMA2000 模塊，使用SACMA2000 壓縮算法對其進行解碼，并以一定速率執(zhí)行D/A 轉(zhuǎn)換。達到8kHz，然后通過內(nèi)部濾波電路對其進行除噪，恢復原始波形，以8050 晶體管驅(qū)動揚聲器播放。

結(jié)束語

綜上所述，采用SPEC061A 單片機作為語音識別處理器，在確保人機交互和高速運行的同時，實現(xiàn)了低輸入，高輸出，易于使用和實用的效果。值得推廣。語音識別主要是為了完全實現(xiàn)人機之間自然語言的交流。由于單片機作為語音識別硬件的諸多優(yōu)勢，已成為現(xiàn)代智能語音識別機器人的主要硬件平臺。單片機智能控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)與更新是中國當前關(guān)注的一個原因。實際上，這項工作的質(zhì)量與許多人的日常生活息息相關(guān)。畢竟，如果沒有單片機，許多行業(yè)的運行效率將下降很多。目前，我國的單片機已被廣泛應用于各個領(lǐng)域，并且智能化水平已經(jīng)較高。但是，仍然存在某些問題，需要我們采取相應的措施來有效地解決它們。通過解決這些問題，我們的微控制器可以創(chuàng)造更大的收益。