基于STM32語音識別控制臺燈設(shè)計與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

目錄

1產(chǎn)品功能分析............................................................................................................1

2設(shè)計方案遴選............................................................................................................1

2.1單片機的選擇....................................................................................................1

2.2通訊方式的選擇................................................................................................1

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計....................................................................................................1

3產(chǎn)品硬件設(shè)計............................................................................................................2

3.1單片機核心電路設(shè)計........................................................................................2

3.2按鍵電路設(shè)計......................................................................................................3

3.3LCD1602液晶顯示模塊電路.............................................................................4

4產(chǎn)品軟件設(shè)計............................................................................................................5

4.1主程序流程圖......................................................................................................5

4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計.............................................................................7

4.3下位機（APP程序設(shè)計）..................................................................................8

4.4產(chǎn)品程序清單....................................................................................................12

5產(chǎn)品裝配調(diào)試及使用說明......................................................................................13

5.1產(chǎn)品裝配圖........................................................................................................13

5.2產(chǎn)品調(diào)試............................................................................................................14

5.3產(chǎn)品使用說明....................................................................................................15

6產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)..................................................................................................15

附錄1元器件清單.........................................................................................................16

附錄2電路原理圖.........................................................................................................17

附錄3PCB設(shè)計圖.........................................................................................................18

附錄4產(chǎn)品實物圖.........................................................................................................19

附錄5主程序代碼.........................................................................................................20

參考資料.........................................................................................................................24

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

基于SMT32語音識別控制臺燈設(shè)計與制作

1產(chǎn)品功能分析

語音識別以語音為研究對象,它是語音信號處理的一個重要研究方向,是模

式識別的一個分支,涉及到生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、計算機科學(xué),以及信號處

理等諸多領(lǐng)域,其最終目的是實現(xiàn)人與機器進行自然語言通信,用語言操縱計算

機。語音如今用途廣泛，用于各個領(lǐng)域，在各個領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，幫助了

許許多多的人們。

這次設(shè)計的智能臺燈主要采用了語音識別模塊、STM32F103C6T6單片機、LC

D1602顯示器、電源模塊和LED模塊。語音識別模塊通過識別特定的語音，輸出

信號給單片機接收，繼而輸出信號來控制臺燈的開光及光照強度。

2設(shè)計方案遴選

2.1單片機的選擇

STM32F103C8T6基于ARM32位Cortex?-M3內(nèi)核，電壓使用范圍是2.0V

~3.6V，工作頻率最高可以達到72MHz，內(nèi)部采用64K或128K字節(jié)Flash程序

存儲器，以及高達20K字節(jié)的SRAM數(shù)據(jù)存儲器；內(nèi)置CRC循環(huán)冗余校驗以

及96位編碼（24位的十六進制數(shù)）的芯片唯一序列號。

它的主系統(tǒng)由8個控制單元（DCode總線D-bus、系統(tǒng)總線S-bus、通用DMA1、

通用DMA2）以及4個受控單元（內(nèi)部SRAM、內(nèi)部Flash、FSMC、AHB到APB

的橋AHB2APBx）組成，它們通過一個多級的AHB總線相互進行連接。

2.2通訊方式的選擇

STM32F103C8T6擁有2個SPI接口，主、從模式下全雙工和半雙工通信

速率可達18Mbit/S。3位預(yù)分頻器可以產(chǎn)生8種主模式頻率，并且每幀可配

置為8位或16位，所有SPI接口依然可以使用DMA操作。

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計

系統(tǒng)框圖設(shè)計如圖2-1所示。

1

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圖2-1系統(tǒng)框圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計

3.1單片機核心電路設(shè)計

STM32F103C8T689C51RC單片機引腳如圖3-1示。

2

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圖3-1STM32F103C8T689C51RC單片機引腳

3.2按鍵電路設(shè)計

按鍵這種電子開關(guān)，按下按鍵就可以實現(xiàn)電路的連通，松開按鍵即可斷開

電路的連通。在這個按鍵設(shè)計內(nèi)，按鍵是一個系統(tǒng)的輸入，要想實現(xiàn)對該系統(tǒng)

的輸入。這個單片機控制按鍵的引腳默認(rèn)是低電平，按鍵按下，單片機控制按

鍵的引腳變?yōu)楦唠娖健按鍵電路原理圖如圖3-2所示。

3

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圖3-2T按鍵電路原理圖

3.3LCD1602液晶顯示模塊電路

LCD1602液晶顯示器是廣泛使用的一種字符型液晶顯示模塊。它是由字符

型液晶顯示屏（LCD）、控制驅(qū)動主電路HD44880及其擴展驅(qū)動電路HD44200，

以及少量電阻、電容元件和結(jié)構(gòu)件等裝配在PCB板上而組成。液晶顯示模塊原

理圖如圖3-3所示。液晶顯示模塊實物圖如圖3-4所示。

圖3-3液晶顯示模塊原理圖

4

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圖3-4液晶顯示模塊實物圖

4產(chǎn)品軟件設(shè)計

4.1主程序流程圖

5

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圖4-1主程序流程圖

在主程序初始化以后，下一步開始運行的就是不斷重復(fù)的檢查各模塊部分

的標(biāo)記，如果在這個區(qū)域設(shè)置了有I/O輸入的話，就代表要處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)，

接著軟件主程序就會開始調(diào)用對應(yīng)的處理子模塊進行數(shù)據(jù)處理工作，如圖4-1

所示。

6

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4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計

顯示程序流程圖4-2所示：

開始

對1602初始化

寫入顯示設(shè)置命令

延時5ms

N

檢查忙信號

BF=0?

N

Y

獲得顯示

RAM地址

延時5ms

寫入相應(yīng)

的數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)顯示

完畢？

Y

結(jié)束

圖4-2顯示程序流程圖

7

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4.3下位機（APP程序設(shè)計）

#include"sys.h"

#include<stm32f10x.h>

#include"delay.h"

#include"led.h"

#include"key_s.h"

#include"usart.h"

#include"LCD1602.h"

#include"buzzer.h"

#include"rtc.h"

#include"stmflash.h"

#include"timer.h"

#include"IOin.h"

#include<string.h>

//20移動互聯(lián)李志鵬

//基于STM32語音識別控制臺燈設(shè)計與實現(xiàn)

#defineLEN10

u16eep[LEN];

#definetmpMaxeep[0]

u8Fan=0;

u8miao=0;

#defineAUTO0

#defineMANU1

u8mode=MANU;

voiddis(void);

intmain(void)

{

u16cnt=0,cnt1=0;

u8key;

u8refresh=1;

u8person;

Stm32_Clock_Init(9);//系統(tǒng)時鐘設(shè)置

delay_Init(72);//延時初始化

MY_NVIC_PriorityGroupConfig(2);//配置中斷NVIC分組

USART1_Init(72,9600);

//printf("USART1send[OK]\r\n");

LED_Init();

KEY_Init();

Buzzer_Init();

8

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

LCD_Init();

TIM_PWM_PA11_Init();

SR501_init();

if(Flash_Read(eep,LEN))

{

}

Beep(200);

refresh=1;

LCD_Clear();

UART_BUT_CLR();

while(1)

{

delay_ms(1);

if(readSR501()==1)//檢測到人標(biāo)志位置1

{person=1;}

if(Fan==0)

{

miao=0;

}

else//臺燈工作的時候

{

if(person==1)

{

cnt1++;

}

else

{

Fan=0;

}

}

cnt++;

if(cnt%100==0)

{

refresh=1;

LED=!LED;

9

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}

switch(Fan)

{

case0:

setPWM(0);

break;

case1:

setPWM(75);//p=1;

break;

case2:

setPWM(100);//p=1;

break;

default:

break;

}

key=KeyScan(0);//讀取按鍵值

if(key)//按鍵不等于0

{

Beep(200);//蜂鳴器滴滴

refresh=1;

if(key==2)//+//啟動臺燈

{

Fan++;

if(Fan>2)Fan=0;

}

}

else

{

if(Wait_Answer(2))//耗時10ms查詢串口接收

{

//一檔

if(strstr((constchar*)UART_RX_BUF,"b")!=NULL)//比較回復(fù)內(nèi)容正

確

{

Beep(100);

refresh=1;

mode=MANU;

Fan=1;//一檔

//TR0=1;

10

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//p=1;

}

//打開臺燈

if(strstr((constchar*)UART_RX_BUF,"c")!=NULL)//比較回復(fù)內(nèi)容正

確

{

Beep(100);

refresh=1;

mode=MANU;

Fan=1;//一檔

//TR0=1;

//p=1;

}

//關(guān)閉臺燈

if(strstr((constchar*)UART_RX_BUF,"d")!=NULL)//比較回復(fù)內(nèi)容正

確

{

Beep(100);

refresh=1;

mode=MANU;

Fan=0;

}

//二擋

if(strstr((constchar*)UART_RX_BUF,"e")!=NULL)//比較回復(fù)內(nèi)容正

確

{

Beep(100);

refresh=1;

mode=MANU;

Fan=2;//二擋

//TR0=1;

//p=1;

}

UART_BUT_CLR();

}

}

if(refresh)//刷新LCD界面

{

11

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

refresh=0;

dis();

}

}//while(1)

}

voiddis(void)

{

LCD_GotoXY(0,0);

LCD_Print("VoiceLED");//語音臺燈

LCD_Print("|");

LCD_Print("LED:");

LCD_WrDat(Fan+'0');

LCD_GotoXY(0,1);

LCD_Print("SmarthomeLED");//智能家居臺燈

}

4.4產(chǎn)品程序清單

產(chǎn)品程序清單如圖4-3所示。

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圖4-3產(chǎn)品程序清單

5產(chǎn)品裝配調(diào)試及使用說明

5.1產(chǎn)品裝配圖

產(chǎn)品裝配圖如圖5-1所示。

13

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圖5-1產(chǎn)品裝配圖

5.2產(chǎn)品調(diào)試

程序燒錄成功界面如圖5-2所示。

14

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圖5-2程序燒錄成功界面

5.3產(chǎn)品使用說明

實現(xiàn)語音識別控制臺燈的一級口令是：小明，然后剩四個二級口令，一個

是開燈與關(guān)燈，然后是亮度加減一檔，然后我呼叫小明時，識別到一級口令，

這個燈會亮。

6產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語；

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過程標(biāo)準(zhǔn)；

[6]GB/T8567-2006計算機軟件文檔編制規(guī)范。

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附錄1元器件清單

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附錄2電路原理圖

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附錄3PCB設(shè)計圖

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附錄4產(chǎn)品實物圖

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

附錄5主程序代碼

附錄5主程序代碼

#include"sys.h"

#include<stm32f10x.h>

#include"delay.h"

#include"led.h"

#include"key_s.h"

#include"usart.h"

#include"LCD1602.h"

#include"buzzer.h"

#include"rtc.h"

#include"stmflash.h"

#include"timer.h"

#include"IOin.h"

#include<string.h>

//20移動互聯(lián)李志鵬

//基于STM32語音識別控制臺燈設(shè)計與實現(xiàn)

#defineLEN10

u16eep[LEN];

#definetmpMaxeep[0]

u8Fan=0;

u8miao=0;

#defineAUTO0

#defineMANU1

u8mode=MANU;

voiddis(void);

intmain(void)

{

u16cnt=0,cnt1=0;

u8key;

u8refresh=1;

u8person;

Stm32_Clock_Init(9);//系統(tǒng)時鐘設(shè)置

delay_Init(72);//延時初始化

MY_NVIC_PriorityGroupConfig(2);//配置中斷NVIC分組

USART1_Init(72,9600);

//printf("USART1send[OK]\r\n");

LED_Init();

20

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

KEY_Init();

Buzzer_Init();

LCD_Init();

TIM_PWM_PA11_Init();

SR501_init();

if(Flash_Read(eep,LEN))

{

}

Beep(200);

refresh=1;

LCD_Clear();

UART_BUT_CLR();

while(1)

{

delay_ms(1);

if(readSR501()==1)//檢測到人標(biāo)志位置1

{person=1;}

if(Fan==0)

{

miao=0;

}

else//臺燈工作的時候

{

if(person==1)

{

cnt1++;

}

else

{

Fan=0;

}

}

cnt++;

if(cnt%100==0)

{

refresh=1;

21

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

LED=!LED;

}

switch(Fan)

{

case0:

setPWM(0);

break;

case1:

setPWM(75);//p=1;

break;

case2:

setPWM(100);//p=1;

break;

default:

break;

}

key=KeyScan(0);//讀取按鍵值

if(key)//按鍵不等于0

{

Beep(200);//蜂鳴器滴滴

refresh=1;

if(key==2)//+//啟動臺燈

{

Fan++;

if(Fan>2)Fan=0;

}

}

else

{

if(Wait_Answer(2))//耗時10ms查詢串口接收

{

//一檔

if(strstr((constchar*)UART_RX_BUF,"b")!=NULL)//比較回復(fù)內(nèi)容正

確

{

Beep(100);

refresh=1;

mode=MANU;

22

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

Fan=1;//一檔

//TR0=1;

//p=1;

}

//打開臺燈

if(strstr((constchar*)UART_RX_BUF,"c")!=NULL)//比較回復(fù)內(nèi)容正

確

{

Beep(100);

refresh=1;