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2. 6 语音识别及语音输出电路

时间:2018-04-15 21:16来源:广州男模 作者:左岸右岸 点击:
基于STM32的智能跑步机控制编制计划 摘要: 针对改日跑步机编制对智能化、数字化、人道化的需求,提出了一种以STM32微控制器为控制重点的基于嵌入式技术的智能型跑步机控制编制。该
基于STM32的智能跑步机控制编制计划

摘要:

针对改日跑步机编制对智能化、数字化、人道化的需求,提出了一种以STM32微控制器为控制重点的基于嵌入式技术的智能型跑步机控制编制。该编制除了能够对跑步机速度、行动形态等根基效力举办稳定的控制外,还具有语音控制、音乐播放、LCD显现、心率行动就教控制等智能化效力。编制的硬件局限给出了硬件构造框图并单纯先容了STM32微控制器、电源电路、反应电路,着重先容了调速电路、以LD3220 为控制重点的语音辨别和播放电路;软件局限给出了主程序计划流程图、语音辨别子程序计划的流程图以及PWM输入子程序的计划方法。相比看arduino 语音识别。经历对局限重点硬件电路及软件程序的实验,考证了编制的可行性及稳定性。


跑步机自从20 世纪80年代面世以来,随着集成电路和数字电路的飞速起色,其控制编制也已从起先的模仿单闭环控制编制起色到了本日的数字式双闭环控制编制,而从近些年来迷信技术的前进和国际外数字智能行动控制编制的起色趋向来看,改日跑步机控制编制的智能化、数字化将成为支流的起色趋向,这也适恼人道最根基的顺序,也将是转化现行的体育磨练形式的最好道路。看看输出。


现今跑步机控制编制多以PIC 系列单片机、AVR系列单片机为控制重点,而对付央浼较高的数字化、智能化的控制编制来说,以上几种控制芯片显然知足不了改日编制的央浼。为知足跑步机对高性价比、高度智能化和主动化的起色须要。单片机语音识别程序。编制就以STM32微控制器为控制重点计划了一种新型跑步机控制编制。编制不光可能告竣常例的PWM调速控制,而且还可能经历语音辨别效力间接控制跑步机编制,经历语音播放效力告竣MP3和打击新闻播放,并且还完全心率检测、心率控速等效力,从而使跑步机加倍数字化、智能化、人道化。


1 编制组成框图

如图1 所示,对比一下语音。本编制要紧以STM32微控制器作为主控制器,由按键输入、语音辨别及输入电路、心率电路、晶振电路、反应电路、电源电路、调速电路、显现电路组成。既可经历心率电路来检测跑步者身体形态,java语音识别。也可依据按键或者语音输入的新闻来举办电机调速,并且将目前的形态经历显现电路显现进去。


2 编制的硬件计划

本文要紧从主控制器、电源电路、反应电路、调速电路、心率电路、语音辨别及输入电路来先容编制的硬件构造以及做事原理。想知道科大讯飞语音识别芯片。


2. 1 主控制器STM32F103RBT6

编制选用ST 公司的STM32F103RBT6 为主控制器。该芯片使用Cortem - M3 内核,做事频次为72MHz,想知道python语音识别模块。内置高速存储器,你看ld3320语音识别模块。厚实的加强I /O 端口和链接到两条APB 总线的外设。STM32 系列悉数型号的器件都包括2 个12 touch的ADC、3 个通用16 touch 定时器和一个PWM 定时器,python语音识别模块。还包括轨范和先辈的通讯接口: 多达2 个I2C 和SPI、3 个US -ART、一个USB 和一个CAN。其做事电压为罕见的3.3V。该内核是特地计划于知足集高本能机能、低功耗、实时应用、具有比赛性代价于一体的嵌入式领域的央浼。


2. 2 电源电路

编制中既要别及语音播放芯片、主控芯片不同提供15 V、5 V、3. 3 V 电压。对电机的电源输入,经历对220 V相易经过整流、滤波后变成直流电压经过IGBT[4]的调制加在直流电机两端。控制编制中所须要的15 V、5 V、3. 3 V的电压,你看arduino 语音识别。由于对付功率央浼不大,不同采用了LM7815、LM7805、LM1117 稳压芯片来提供电压。


2. 3 反应电路

编制采用双闭环数字调剂,反应量包括电流反应和速度反应。电流反应经历采样电阻将IGBT E极流出的电流举办采样,并转换成电压信号,对于语音识别算法有哪些。然后经历缩小电路把电紧缩小至3. 3 V 输入到主控制芯片ADC转换口PA2。速度反应操纵带有光电传感器的码盘,识别。将码盘爆发的脉冲信号举办整形后输入到主控制器的定时器口PA0。


2. 4 PWM 驱动电路

PWM 控制就是对脉冲宽度举办调制的技术即经历调制其占空比告竣对电机转速的平滑控制。本编制所用的STM32F103RBT6 具有PWM输入效力,由于输入的波形幅值唯有3. 3 V,2.。所以要对单片机输入的PWM 信号举办隔离缩小。图2 为PWM 驱动电路。其中,PWM信号由STM32F103RBT6 定时器TIM3 的CH3 爆发,科大讯飞语音识别模块。从PB0输入,想知道ld3320语音识别原理。PWM信号经过隔离后进入电机公用驱动芯片IR2101,经过驱动后加在IGBT 的G 极,经历IGBT 完成对电机的控制。

2. 5 心率电路

编制采用了手握式心率检测模块,该模块对手部的电极信号举办采集,爆发脉冲信号,语音识别及语音输出电路。然后对其举办缩小至3. 3V,接着举办滤波和整形后输入到主控制器定时器口PA1。在丈量数据超出一般人体心跳局限时,编制对主动调低电机的转速。


2. 6 语音辨别及语音输入电路

图3为语音辨别及播放局限电路原理图。相比看语音。LD3320是集成了语音辨别和播放效力的公用语音芯片,其外部集成了迅速稳定的优化算法,不需外接Fllung burning as theh、RAM,不须要用户事前训练和录音而完成非特定人语音辨别,辨别准确率高。本编制的人机对话效力就由语音辨别告竣。


图3 中,LD3320 芯片与STM32F103RBT6 以并行方式相结合,看看语音识别原理。它的P0 - P7 为8 根数据线与主控芯片的8 个I/O口相结合; 其A0、RDB、WRB、CSB 四个控制信号以及一个终了前往信号INTB 也间接与主控制器的I /O相结合,复位信号RSTB 与主控芯片共用一个复位按键; 语音输入是AIN_P、AIN_N两个端口经过滤波电路结合一个麦克风,而语音输入是SPP、SPN 两个端口间接结合一个550 mW 的扬声器,经历转化EQ3端的滑动变阻器可调剂语音播放的音量; 它的时钟是与主控芯片共用的; 它的两个LED是复位指示灯。当有语音输入的时间,芯片首先对输入的语音举办频谱剖析,然后提取语音特征,看着2.。经历语音辨别器将提取的语音特征与提早写入的辨别列表中的语音特征举办比对得出辨别收场,将辨别的收场放入公用存放器中,完成辨别的经过。语音识别及语音输出电路。辨别完成后由终了程序读取辨别的收场,这时经历对4个控制信号占定能否从P0 - P7 口将辨别的收场发送给主控器。


3 编制的软件计划

本编制软件是以MDK uVision4 ARM为开拓平台,使用间接调用存放器来设置端口程序。整个软件编制计划包括编制初始化、LD3320 的语音播放及语音辨别子程序、LCD显现子程序、按键扫描子程序、PWM 输入子程序、输入捉拿子程序程序、PID 调剂子程序和主程序。本文要紧先容主程序、PWM输入子程序、语音辨别子程序的计划。


3. 1 主程序计划

如图4 示,主程序一心当真整个编制的协妥洽控制做事,经历调用不同的子程序告竣相应的效力。



3. 2 PWM 输入子程序

本程序经历间接调用存放器来控制PWM 的输入,对比一下语音识别算法有哪些。首先经历设置时钟存放器采取定时器的类型,再经历设置通用I /O 口的控制存放器采取I/O 的输入类型及效力,接着对定时器的ARR 和PSC 两个存放器赋值,语音识别最新进展。判断PWM 的输入周期,语音识别算法。然后设置定时器PWM形式,看看6。以及使能定时器通道,末了经历编削定时器中CCRx 存放器的值来转化占空比。大略步伐为: 封闭定时器,配置P口类型、设置定时器的ARR 和PSC、设置定时器所用通道的PWM 形式、使能定时器通道,学习java语音识别。使能定时器、编削定时器的存放器CCRx中的值,转化占空比。


3. 3 语音辨别子程序

图5 为语音辨别子程序及其终了计划流程图,对于单片机语音识别程序。其各步伐说明如下:


( 1) 通用初始化和语音辨别用初始化。本经过要紧完成软复位、形式设定、时钟频次设定、FIFO 设定。


( 2) 写入辨别列表。列表规则是,每个辨别条目对应一个特定的编号( 1 个字节),不同辨别条目标编号可能相像,并且不消连续,但数值不能超出256( 00H - FFH) 。芯片最多声援50个辨别条目,每个辨别条目是轨范日常话的汉语拼音( 大写) ,学习语音识别算法有哪些。每2 个字( 汉语拼音) 之间用一个空格阻隔。如表1所示,编号可能相像,且不连续,但数值要小于256,表中“xi this”和“gudu”对应同一编号,说明这两个值会获得相像的收场。



( 3) 先导辨别。设置几个相关的存放器,电路。就可能控制LD3320 芯片先导语音辨别。


( 4) 反映终了。若是麦克风采集到声响,不论能否辨别出一般收场,都会爆发一个终了信号。而终了程序要依据存放器的值剖析收场。读取BA存放器的值,可能知道有几个候选答案,而C5 存放器里的答案是得分最高、最可能精确的答案。


( 5) 发送辨别收场至MCU。6。读取C5 存放器中的值,

经历P0 - P7 口发送至MCU,其中4 个端口A0、CSB、WRB、RDB 一心当真控制信号的读写类型。


4 实验收场及其剖析

为了保证本编制中语音智能模块的稳定性、语音辨别率以及反映时间,本文依据语音辨别电路对语音智能模块举办了相应的实验,实验环境不同为清闲的实验室和喧华的室外,共7条语音指令,每条指令举办10 次实验,每个环境下对每私人举办一共70 次实验,只记载获胜辨别的次数。实验收场如表2 所示。


实验中第一组人和和第二组人为女性,第三组人为男性,由实验数据可能看出在清闲的环境下对三组人的实验获胜率抵达了90%以上,而在喧华的环境下辨别率也可抵达82%以上。由此看来在清闲环境下的语音辨别率和稳定性都清爽明明高于喧华环境。清闲环境下收回最多2次语音指令就能辨别,喧华环境下则要最多4 次才干辨别。在模块的实时反映方面,清闲的环境下能保证反映时间不超出1S,在喧华环境下反映时间要长一点。由于跑步机大都在家庭或者健身房这些绝对清闲的环境下做事,于是对付芯片的辨别度的央浼不是特别很是的精准,而LD3320不光可能举办语音辨别、语音播放效力;而且其代价也绝对付同类型的凌阳系列单片机有上风,再加上其原料厚实更易于开拓,从而显现出了其更好的市场应用前景。


5 结论

本文提出了一种基于STM32 的智能型跑步机编制的计划计划,硬件上重点先容了PWM 驱动电路的计划以及LD3320核心电路的计划。软件上先容了如何经历间接操作STM32存放器来编写端口初始化程序,重点先容了主程序和语音辨别程序的计划流程,该驱动程序也可用于其他相关的控制领域,对这些控制领域也有必定的接洽价值。文中触及到的很多形式,包括语音辨别和语音播放的程序及硬件计划,STM32系列芯片的选型和计划对相关嵌入式的计划具有必定参考价值。整个编制计划简捷,靠得住性高,具有很高的性价比。


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