智能玩具—机器狗的研发
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:574
摘 要：本文主要介绍利用spce061a单片机来开发的一款智能玩具——机器狗的实现方案。
关键词：语音识别 spce061a 智能玩具
1 引言
智能化已成为玩具行业的新趋势，让语音技术融入到玩具中，不仅可以赋予玩具“听”“说”的交流能力，使其更加生动、智能，还有利于在儿童中普及现代科学技术，推动语音技术产业化的发展。一些领先技术被应用于今天的玩具领域如：无线电、红外通讯、传感器、语音识别等等。本文介绍的是基于spce061a的一种具有语音识别功能的玩具产品，并着重介绍了软硬件设计方法。
摘要：凌阳科技公司的spce061a，不但具备微控制器的功能，还具有dsp运算功能，可以用来进行数字语音信号处理，实现语音的播放、识别、录制等功能。本产品就是利用spce061a的该功能设计的一款智能玩具。该玩具可以在人的语音指令下完成“前进”、“后退”、“变速”、“演奏”等动作，和人有良好的互动性，实现了玩具的智能化。
2 系统框图
硬件组成框图如图 2.1所示：主要由电池盒、61b板、传感器组、电机控制电路、电机、显示电路等部分组成。
图 2.1 硬件框图
通过一个开关控制玩具的启动、停止，首次下载程序后或按下重录键可以进行语音命令训练。训练内容有：前进、后退、变速、温度。
用户发出“变速”的命令时，小狗可以做出相关响应，将电机的转度改变。
用户发出“前进”或“后退”的命令时，小狗会做出前进或后退的动作。同时相应的发光二极管会点亮。
在前进过程中如果遇到障碍物，小狗会发出“汪——汪汪”的狗叫声，并停止运动。
用户发出 “演奏” 命令时，小狗会进行大合唱。
3 硬件电路
3.1 障碍物检测电路
出于成本的考虑，这里采用红外对管作为障碍物检测的传感器。由于红外对管容易受可见光干扰，为了在不同的光线环境下，该传感器都能正常工作，特采用循环检测的方式而且实践证明该方式非常有效。
图 3.1 障碍物检测传感器电路
3.2 显示电路
显示电路由两个发光二极管指示电机工作状态。前进时d5绿灯(iob11)亮，后退时d6红灯(iob10)亮。电路原理图如下：
图 3.2 显示电路
3.3 电机驱动控制电路
电机控制电路原理及控制模块：其控制电路如图4所示。电机驱动控制电路由i/o口输出信号送pb8和pb9，j13是电机插座，vdd是给电机供电的电源。电机的控制原理为：通过pb8和pb9的不同电平输入，在j13处得到正反向控制电压来实现电机的正反转，例如：当pb8为高pb9为低时，三极管q1、q2、q3导通； q6、q7、q8截止，此时由于q2导通q8截止，j13的1脚相当于接地；由于q3导通q7截止，电源j13的2脚相当于接电源vdd，这样就可以在j13处获得一个正向电压（2（+），1（－）），从而驱动电机正向转动。当需要电机反转时，同理只需使输入端pb8和pb9的电平反向即可。
图 3.3 电机驱动控制电路
控制电路的控制方式如表 3.1所示：
表 3.1
| 信号名称 | 输入 | 输出 | ||||||||||||||||
| pb8 | 1 | 正向电压 | ||||||||||||||||
| pb9 | 0 | |||||||||||||||||
| pb8 | 0 | 反向电压 | ||||||||||||||||
| pb9 | 1 | |||||||||||||||||
| pb8 | 0 | 断路 |
| 信号名称 | 输入 | 输出 |
| pb8 | 1 | 正向电压 |
| pb9 | 0 | |
| pb8 | 0 | 反向电压 |
| pb9 | 1 | |
| pb8 | 0 | 断路 |
公网安备44030402000607
