隨著社會的發(fā)展，人與機(jī)器的交互存在于生活的方方面面，方便有效的交互環(huán)境日益成為系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵所在。采用語音的方式實現(xiàn)人與機(jī)器的交互，擴(kuò)展和開發(fā)具有一定語音功能及人機(jī)交互功能的產(chǎn)品也逐漸為人們所認(rèn)可。伴隨著技術(shù)的進(jìn)步，各式各樣具有語音處理功能的芯片的出現(xiàn)也使得語音處理功能的廣泛應(yīng)用成為可能。本文正是基于這種趨勢，選用SPCE061A單片機(jī)設(shè)計了一款具有語音功能的直流穩(wěn)壓數(shù)控電源，系統(tǒng)設(shè)計簡單、操作靈活，具有良好的人機(jī)交互環(huán)境。

1 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計

　　1.1 硬件設(shè)計

　　系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括三部分電路：鍵盤輸入及數(shù)碼顯示部分、電壓輸出部分、單片機(jī)部分。其中鍵盤輸入及數(shù)碼顯示部分主要完成讀取鍵值及電壓顯示，這部分電路采用凌陽公司生產(chǎn)的LED模組。該模組采用了148按鍵輸入及6位七段數(shù)碼管顯示，可以滿足設(shè)計需要。

　　1.2 軟件設(shè)計

　　軟件設(shè)計采用模塊式的設(shè)計思想。各模塊包括基本功能模塊(完成8個鍵值處理、99個步進(jìn)置數(shù)、掃描置數(shù)，各位分別置數(shù)、動態(tài)顯示、模數(shù)轉(zhuǎn)換等) 、語音播報模塊，語音識別模塊。在凌陽unSP IDE 1.16.1開發(fā)環(huán)境中各模塊分別用C語言編寫，獨(dú)立調(diào)試，最后在工程中整合，并進(jìn)行了一定程度的優(yōu)化。

2 語音功能的軟硬件設(shè)計

　　2.1 語音功能的硬件設(shè)計

　　SPCE061A為音頻輸出提供了兩路DAC通道，即DAC1和DAC2，本系統(tǒng)選用DACl作為電流輸出，DAC2作為音頻信號的輸出，經(jīng)功率放大后。由揚(yáng)聲器輸出，實現(xiàn)語音的播報功能。同時SPCE061A有8路可復(fù)用的10位ADC通道，本系統(tǒng)采用一路通道(MIC_IN)作為音頻輸入，音頻模擬信號經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部的自動增益控制器(AC-C)和放大器放大后進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)語音控制信號的輸入。

　　2.2 語音播報功能的軟件設(shè)計

　　考慮到系統(tǒng)對于播放音質(zhì)的要求并不高。采用凌陽SACM—S480音頻壓縮算法(壓縮比為80：3)對語音信號進(jìn)行壓縮，這樣語音資源可以直接加載在單片機(jī)內(nèi)部的FLASH中，無需擴(kuò)展外部存儲器。采用較簡單的自動播報方式，分時播報個位，小數(shù)點(diǎn)，十分位。需要注意的是：調(diào)用語音播報函數(shù)voice()返回主程序后，應(yīng)立即恢復(fù)對于系統(tǒng)時鐘及中斷的原始設(shè)置，否則會導(dǎo)致按鍵異常和中斷失效。

　　2.3 語音識別功能的軟件設(shè)計

　　語音識別功能主要完成：在按鍵選擇語音辨識后，通過提示音，輸入語音控制命令，經(jīng)單片機(jī)識別命令后控制系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的動作，從而實現(xiàn)語音控制的功能。

　　結(jié)合SPCE061A提供的特定人識別一次只能識別5個控制命令，而系統(tǒng)要求識別觸發(fā)命令及0-9的數(shù)字，所以程序設(shè)計時把需要識別的命令分為三組：

　　第一組：開始、正確、錯誤

　　第二組：0-4

　　第三組：5.9

　　同時分配一部分FLASH存儲區(qū)來存放這三組命令。

3 系統(tǒng)測試結(jié)果

　　在本系統(tǒng)測試中設(shè)計了最大輸出功率為10W的語音數(shù)控直流穩(wěn)壓電源。在最大負(fù)載條件下，用PROTEK505型數(shù)字萬用表進(jìn)行測試，結(jié)果如下表1所示。

　　3.1 測試結(jié)果

　　最大輸出功率為10W的語音數(shù)控直流穩(wěn)壓電源。

　　3.2 測試結(jié)論

　　測試表明，系統(tǒng)的相對誤差的最大值為2％。由此可見，該系統(tǒng)可以滿足在相對誤差最大值小于2％的要求下應(yīng)用，同時具有了語音播報及語音識別的功能。

　　3.3 存在的問題和改進(jìn)方向

　　由于凌陽單片機(jī)提供的語音識別函數(shù)一次只能識別5個命令，因而程序編寫受到一定限制，導(dǎo)致語音控制的實現(xiàn)較為繁瑣。如果編寫自己的語音識別程序，則會大大簡化語音控制過程，進(jìn)一步改善交互環(huán)境。

4 小結(jié)

　　采用16位單片機(jī)SPCE061A作為控制核心，不僅可以完成基本的控制功能，同時可以方便地使用其語音功能。在開發(fā)環(huán)境unSP1.16.1下，以在線仿真調(diào)試的方式快速地完成開發(fā)工作。