PIC16F877A单片机为控制核心语音小车.docxVIP

PIC16F877A 单片机为控制核心，用语音识别芯片RSC－364、射频发送模块F05C 、编码芯片PT2262 组成语音无线遥控器（用于对控制指令的采集）；采用射频接收模块J05C 和解码芯片PT2272 组成无线接收模块（用于对控制指令的接收）；采用三节干电池串联（约4.5V）的方式对系统供电的语音控制小车。经试验证实小车能实现语音无线控制，根据事先录制的语音指令能够实现前进、退后和左右转。通过自制的编码盘小车还附加有测速及路程显示功能。经测试，小车反应灵敏，运行稳定。关键词：语音控制；PIC16F877A；RSC－364；测速显示0 引言随着现代科技的发展，仪器产品的智能化已经是一个不可避免的趋势。智能仪器在一些特殊的场合，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，基本不需要人为的管理。本文设计的语音控制智能小车，就是这样的一种装置。小车以PIC16F877A 单片机为控制核心，加上语音识别芯片RSC－364、射频发送模块F05C 、编码芯片PT2262 组成语音无线遥控器，并且采用射频接收模块J05C 和解码芯片PT2272 组成无线接收模块，实现小车和控制者的互动，小车能根据命令实现前进、后退和左右转等动作。通过外围电路又可以实现自动测速并显示等功能。1 小车整体框架及原理本设计语音控制小车系统主要由PIC16F877A 为核心的车载控器部分、遥控器携带语音控制部分两大控制单元和车体部分组成小车硬件控制系统结构示意图如下：图1 控制系统结构示意图1.1 车载控制单元车载控制部分包括无线接收电路（由射频接收模块J05C 和解码芯片PT2272 组成) 、车载主控芯片电路、电机驱动电路及测速显示电路。工作流程：接收遥控器发出的无线电信号，解码后送入车载主控芯片，经过计算产生相应的控制信号，驱动两个电机工作，使小车产生预期的动作。本设计使用了两个电机控制小车的动作，具体在驱动部分讲述。图2 车载控制系统结构图1.1.1 无线接收电路无线接收模块，是车载控制系统中十分重要的部分，就如同人的耳朵。本设计采用的是射频接收模块J05C 和解码芯片PT2272 的组合，这样有利于提高信号接收的可靠性。J05C用了超外差电路结构以及温度补偿电路，有较高的接收灵敏度和稳定性，输出为数据电平信号。J05C 输出端可直接与标准解码器及单片机接口，J05C 在未收到发射信号时输出为一片随机噪声，幅度为VDD-0.3V 值，收到信号噪声被抑制，当信号变弱后，出现噪声干扰点，此时信号处于不稳定区，但是本设计采用了PT2272 解码器所以仍可维持解码。本设计J05C是用于自动接收无线电波并对电波进行处理，输出适合解码芯片PT2272 解码的波形。PT2272 和下文讲到的PT2262 是配对芯片，其芯片的端口和PT2262 基本相同。唯一不同的是PT2272 有Din（数据信号输入端，信号来自接收模块J05C 输出端）和EN（解码有效确认位，输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态），本设计中用来就为外部中断触发）。具体应用时，PT2272 会自动的对从DIN 端口输入的信号编码波形进行解码，解码成功则将地址和数据输出到对应的地址引脚和数据引脚输出，同时会将EN 端口置为高电平（瞬态），数据在各个引脚上的排列顺序和PT2262 完全相同，和无线发送模块相对应，这里也只使用其低八位数据引脚传输八位有效数据。1.1.2 车载主控芯片电路本设计小车采用的是MicroChip公司的8 位单片机PIC16F877A，该单片机采用Harvard双总线结构，运行速度快，低工作电压，低功耗，较大的输入输出直接驱动能力，价格低。其内部集成了A/D 转换可以介绍外围的电路，稳定性也好。智能小车系统用到的I/O 口有：RC0~RC5 用于电机的使能和方向控制，RB1~RB3 用于串行工作方式的LCD 显示，（SMG12864ZK），RB4~RB5 用于测速部分的输入，RD 口和无线接收模块的解码芯片的数据端口的低8 位相连，用于接收解码的数据。解码芯片的EN 端口和单片机的外部中断口RB0 相连, 解码芯片解码成功时会自动通过EN 端口向单片机申请中断，单片机进入中断处理程序，接收解码后数据。1.1.3 驱动电路本设计中小车的驱动电路由SGS 公司的L298N 芯片作为核心构成。一个L298 芯片可以驱动两个二相电机，正好符合本设计的要求。输出电压最高可达50V，直接可以通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO 口提供信号；而且电路简单方便，运行稳定。本设计用了一片L298 驱动2 个电动机，OUT1，OUT2 和OUT3，OUT4 之间分别接上电动机，用这样的连接方式驱动左右两个车轮，EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。IN1~IN4接单片机的输出