1、学 号：3100718309 题目类型：设计 (设计、论文、报告 )桂 林 理 工 大 学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本 科 毕 业 设 计 (论 文 )题目： 基于单片机的自动擦鞋机控制系统设计 学 院：信息科学与工程学院 专业(方向)：电子信息工程 班 级：电信 XXX 班 学 生：XXX 指 导 教 师 ：XXX 2014 年 6 月 5 日桂 林 理 工 大 学毕业设计（论文）独创性声明本人声明所呈交的设计（论文）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，设计（论文）中不包含其他人或
2、集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得桂林理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对设计（论文）的研究成果做出贡献的个人和集体，均已作了明确的标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。设计（论文）作者签名： 日期： 年 月 日桂 林 理 工 大 学设计（论文）使用授权声明本设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅或借阅。本人授权桂林理工大学可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本设计（论文） 。设
3、计(论文 )作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文I摘 要随着人们生活节奏的加快，人们将科学技术应用在生活中使生活更加简单和智能化。很多人习惯出门前把皮鞋擦得光亮，既体现人的精神面貌，又反映了人的素质修养。人工擦鞋既费时又费力，为了节省人们宝贵的时间，自动擦鞋机便应运而生。传统家用电器中的机械控制自动化程度低，功能单一，已经逐渐不能满足现代人们生活的需要，在传统家用电器中加入单片机能提高传统家用电器的自动化和智能化，提高人们生活水平。本文设计的基于单片机的自动擦鞋机与传统的自动擦鞋机不同，增加了语音识别的
4、功能，通过加入语音识别模块，人们发出的命令通过语音识别后控制机器的运转，提高了人机对话的高智能化，使人能真正参与擦鞋的整个过程，自动擦鞋不再简单而变得有趣和实用。该设计以 STC89LE52 单片机为整个系统的控制核心，主要包括直流稳压电路，红外发射与接收、语音识别、电机驱动以及指示灯这几个部分。红外控制模块采用市场上常用的红外发光二极管和光敏二极管组成简易的遮挡式红外发射与接收，语音模块主要是以 LD3320 的语音芯片为核心组成语音识别系统，实现非特定人声的命令识别后，调节电机的速度，提高擦鞋的效率，实现人机一体化。关键词：单片机；红外发射与接收；语音识别；LD3320；桂 林 理 工 大
5、 学 本 科 毕 业 设 计 论 文IIMicrocontroller-based automatic shoe polisherStudent: WU Wei-Lin Teacher: SHEN Xian-HaoAbstract ：It accelerated pace of life, applied science and technology people will live life more simple and intelligent manipulation. A lot of people used to put out in front of bright polished
6、 shoes, Not only embodies the human spirit, but also reflects the peoples quality of training. Shoe people consuming and laborious, In order to save people valuable time, automatic shoe polisher come into being. Traditional mechanical control appliances in the low level of automation, single functio
7、n, has been increasingly unable to meet the needs of modern peoples lives, Join the microcontroller in the traditional household appliances can improve the traditional home appliance automation and intelligence, improve peoples living standards. This design microcontroller-based automatic shoe polis
8、her with different traditional automatic shoe polisher, increasing the voice recognition function, By adding voice recognition module, the command issued after people through voice recognition control operation of the machine to improve the highly intelligent man-machine dialogue, people can really
9、participate Shoe entire process becomes automatic shoe is no longer simply fun and practical.The design STC89LE52 microcontroller to control the core of the whole system, DC voltage regulator circuit including infrared transmitter and receiver, voice recognition, motor drive and LED. After infrared
10、control module uses common market infrared light emitting diode and photodiode consisting of a simple block infrared transmitter and receiver, voice module uses LD3320 voice chip to form a voice recognition system, After the realization of non-specific voice command recognition, Adjust the motor spe
11、ed to improve the efficiency of shoe, man-machine integration.Key words： SCM; Infrared transmitter and receiver; Speech recognition; LD3320;桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文III目 录摘 要 .IAbstract.II1 绪论 .11.1 选题背景 .11.2 发展现状 .21.3 主要研究内容与目标 .21.3.1 主要工作内容 .21.3.2 几个关键问题 .21.3.3 预期目标 .22 总体方案论证与设计 .32.1 设计方案
12、的选择 .32.2 系统总体方案框图 .32.3 本章小结 .43 系统的硬件设计 .53.1 单片机 STC89LE52 最小系统 .53.2 电源电路 .63.3 电机驱动电路 .63.4 红外发射与接收 .73.4.1 红外概述 .73.4.2 红外发射与接收电路及工作原理 .73.5 本章小结 .84 语音识别模块功能与接口设计 .94.1 语音识别芯片简介 .94.2 语音芯片工作原理 .94.3 语音识别模块调试 .104.4 本章小结 .115 系统程序设计 .125.1 系统主程序流程图 .125.2 系统主程序 .135.3 语音识别列表 .14桂 林 理 工 大 学 本 科
13、 毕 业 设 计 论 文IV5.4 本章小结 .156 系统功能测试 .167 总结与展望 .187.1 总结 .187.2 展望 .18致 谢 .19参考文献 .20附录 .21桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文11 绪论1.1 选题背景单片机不仅广泛应用于工业自动化的实时控制和数据处理，还渗透到我们生活的各个领域，基于单片机的自动擦鞋机的项目应运而生。单片机自上世纪 70 年代诞生以来，单片机技术经历了飞速的发展，单片机组成的电路模块在家用电器中的应用日益广泛，在传统家用电器中加入单片机能提高传统家用电器的自动化和智能化，提高人们生活水平。家用电器配上单片机增加很多实用
14、的新功能，非常适合普通人群的使用，得到人们普遍的喜爱。现代家用电器普遍应用各种各样的传感器，温度传感器、光敏传感器、声波传感器等构成家用电器中必不可少的部分。人们绝大部分的日常生活与各种传感器紧密的联系在一起，可以说人们的生活离不开传感器的帮助。红外技术在家用电器及日常生活，如节能灯控制、空调、遥控器等应用广泛，红外模块是自动擦鞋机中关键部分。语音识别技术是现代社会的一种新型信息技术，可能很多人对此很陌生，但是它的发展速度非常快，它将成为最热门的技术。机器中拥有语音识别设备可以作为人与机器对话接口，机器只需要指令不需要人动手操作就能精确的完成任务，具有简便、快捷、灵活的优点，成为人们特殊的助手
15、。语音控制技术在很多领域应用很重要，现代智能家电系统，智能小车，银行自动售票等发挥重要作用。人们习惯出门擦皮鞋，皮鞋的干净光亮能使人精神气爽。但是很多人每天出门都不愿意蹲下来擦鞋，鞋子的表面又有很多灰尘，只能赶去上班。所以基于单片机的自动擦鞋机能帮助我们简单的擦拭皮鞋，只要往前伸脚，它就能自动工作；只要人们发出相应的指令，就能控制它按照人们的意愿转动。这种随心所欲的工作方式使人感受到极大的乐趣，又省去人们的时间，不用人们亲自动手。这种擦鞋机结构简单，操作简便，适合家庭和单位办公室等小型服务场所。桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文21.2 发展现状随着现代人们工作的压力增大，
16、工作时间的增加，生活节奏变得很快，人们没有足够的时间浪费在手握鞋刷给自己的鞋刷两手油上，人工擦鞋非常浪费时间和精力，人们发明了全自动擦鞋机取代传统的手工擦鞋来完成这项重要的任务。自动擦鞋机的结构相对比较复杂，价格比较昂贵，在实际应用中并不广泛。随着人们生活水平的提高，地摊式的擦鞋已经不能满足人们需求，全自动擦鞋机具有广阔的市场潜力。1.3 主要研究内容与目标1.3.1 主要工作内容：基于单片机的自动擦鞋机主要由输入、控制系统和输出组成。输入部分主要有稳压电路，红外发射与接受电路，语音识别模块；控制部分主要由单片机 STC89LE52 组成，输出部分由驱动电路组成。本课题主要通过红外发射与接收电
17、路检测信号，形成高低电平，输出给单片机，由单片机对信号进行处理，发送指令给电机驱动电路工作；通过语音信号的识别后单片机 STC89LE52 发送指令改变电机的转速。1.3.2 几个关键问题：(1) 使用三极管使红外发射与接收形成一个高低电平。(2) 设计 5 秒延时使红外检测脚伸出 5 秒后自动停止转动。(3) 增加语音控制速度功能。(4) 学习并且掌握语音识别芯片的相关程序，分析语音识别过程中产生的不利因素，结合本设计的硬件电路进行调试，提高语音识别准确度。1.3.3 预期目标（1）实现红外模块检测的信号转换为控制信号。（2）实现检测鞋伸入后电机慢速运行。（3）实现非特定人的语音识别并通过命
18、令控制电机转速。（4）实现检测鞋伸出后电机 5 秒延时停止转动。桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文32 总体方案论证与设计2.1 设计方案的选择方案一：采用各类复杂的数字电路来组成擦鞋机的控制系统，对外围红外信号进行处理。本方案电路系统非常复杂，灵活性很低，效率很低，不利于自动擦鞋机往智能化和自动化的方向上扩展，对各路信号处理很复杂，会产生不同的干扰因素，影响擦鞋效率。方案二：以 STC89LE52 单片机为整个系统的控制核心，红外控制模块采用市场上常用的红外发光二极管和光敏二极管组成简易的遮挡式红外发射与接收，将感应到的红外信号形成高低电平，通过三极管转化为数字信号送到单
19、片机进行数据处理。采用LD3320 的语音芯片形成一个小的语音识别系统，人发出的口令通过识别后控制电机的转速，提高擦鞋的效率，实现人机一体化。此系统运用比较灵活，系统硬件简洁化，通过软件解决复杂的电路，功能更加易于实现，能很好满足要求。采用方案二能使本设计变得实用，能简单，灵活，高效的完成设计要求，因此采用方案二来实现。2.2 系统总体方案框图以 STC89LE52 单片机为控制核心，主要模块电路有直流稳压电路、红外发射与接收电路、语音模块、电机驱动电路和指示灯。直流稳压电路采用 AS1117 稳压器提供3.3V 的输出电压；红外发射电路和红外接收电路分别连接在单片机不同的端口上进行信号的传输
20、；语音模块采用 LD3320 芯片为核心构成的语音识别处理电路；电机驱动电路采用 L298N 芯片构成的驱动电路，指示灯为常用 LED，通过软件控制它的亮和灭，进一步显示系统电路的工作状态和电机的转速的快慢。如图 2-1 所示。桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计 论 文4稳压电路红外发射电路 STC89LE52L298N指示灯电机语音模块红外接收电路图 2-1 方案框架图2.3 本章小结本章主要是确定方案，决定方案中采用什么电路模块，参考其他的方案设计来优化自己的方案。通过确定方案，能大体描绘出一个基本模型，再根据这个模型分步骤实施。基于单片机的自动擦鞋机在加入语音识别后经过大体的推导论证，确定怎么样去结合进行设计，具体难点在什么地方，需要解决什么问题等等。
