2025《基于单片机的语音舵机机器人控制系统设计》12000字.docxVIP

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基于单片机的语音舵机机器人控制系统设计

TOC\o1-2\h\u313781绪论 5

13661.1选题的背景及意义 5

211071.2单片机的发展及趋势 5

171091.3语音识别的研究现状 6

183201.4课题的主要工作 8

300372系统设计基本原理 9

65852.1语音识别技术原理 9

266212.2舵机工作原理 10

41652.3本章小结 15

93473系统的硬件设计 16

283433.1整体方案 16

124803.2单片机STM32F103 16

103443.3语音识别模块 19

269023.4舵机驱动 24

57283.5本章小结 26

247614系统的软件设计 27

155684.1主函数 27

131444.2语音识别函数 27

150514.3舵机驱动函数 29

2544.4本章小结 31

326875系统调试 32

68975.1硬件测试 32

86035.2软件调试 33

268755.3本章小结 33

47926成本核算 34

82187总结 35

31127参考文献 36

3481附录 39

28631附录1：程序清单 39

1绪论

1.1选题的背景及意义

仿人机器人具有与人相同的外形和拟人运动特征，更容易被用户接受。人类机器人对步行的环境要求较低，能适应各种类型的土壤，具有很高的越障能力。通过对步行机构的开发，可以为医疗康复机构提供一套为残疾人服务的仿人步行机构，仿人机器人的双足系统是一个不稳定的系统。它是研究人工智能和先进控制算法的良好平台，具有广阔的工作空间和较小的行走系统空间。活动多样，因此装备的机械手间隙较大。

随着科学技术的发展，语音识别技术在语音输入控制系统中得到了广泛的应用，它可以提高语音识别系统的性能。通过对需求、需求的确认，做出正确的反应。使人机之间的通信更加方便，例如，它可以应用于语音对话系统、智能游戏、语音控制、智能家电等领域。在智能对话查询系统中，人们可以通过语音命令方便地查询和获取远程计算机系统的相关信息，并使用友好的数据库恢复服务。如网络查询、医疗服务等。呼叫识别技术也可以应用于自动口译，即将语音识别技术、自动翻译技术和语音合成技术进行结合，将输入从一种语言转换成另一种语言以实现相互交流[1]。

单片机具有体积小、重量轻、使用方便、价格低、携带方便等优点。非常适合作为机器人的集成控制器。执行器是一种伺服位置驱动器（角），适用于需要连续改变和保持角的控制系统，广泛应用于飞机、潜艇模型、机器人等高级遥控玩具中。

本课题基于STM32F103单片机，语音通信采用语音识别模块，通过控制由舵机组成的类人机器人的关节转动来控制机器人识别特定语音指令来做出相应前进、后退等动作。本课题的设计不仅使我巩固了单片机知识，并且将知识应用到实践上，同时提供了理论知识和实践效益，还能使我了解语音识别技术的基本原理，使我对语音识别技术产生浓厚的研究兴趣。

1.2单片机的发展及趋势

单片机微控制器是一种集成芯片。微硅芯片具有CPU、RAM、ROM、I/O口、定时器/计数器、系统中断等功能。单片机在教育、工商、金融、物流等领域发挥着重要作用。

单片机诞生在1974年，单片机发展主要经过了三大发展阶段，分别为SCM、MCU、SoC三个阶段。

（1）初始阶段：单片机的第一阶段是单片机阶段。寻找最佳的单片机形式，嵌入式系统体系结构的优化是其发展的主要方向。

（2）中期发展：微控制器是单元阶段，在这个阶段，面向对象的嵌入式系统对外围电路和接口电路的要求越来越高。单片机以扩展接口电路和外围电路为主要发展方向。以满足嵌入式系统的需要，这突出了对象的智能控制能力，因为它所涉及的扇区与被控制的系统相连，飞利浦在开发研制MCU的方面取得了非常大的成功。

（3）当前趋势：当前的发展趋势是集成SOC系统（片上系统）的自主开发，如何将成功率较高的系统集成到小芯片中，单片机开发中的一个重要因素是对单片机应用系统进行优化设计。随着微电机技术、集成电路设计和EDA（ElectronicsdesignAutomation）技术的发展，基于SOC的单片机应用系统从人们的角度来看将会更加有效。单片机的发展可以理解为从单片机向单片机应用系统的扩展。

CMOS微控制器的发展趋势是功耗低、体积小、性能高、容量大。以及系统设计水平的不断提高，将会出现越来越多的新型单片计算机，不断缩小与微机系统的差距