毕业设计|基于STM32单片机的语音识别控制智能停车场设计

简介: 毕业设计|基于STM32单片机的语音识别控制智能停车场设计

1、项目简介

1.1 系统构成

本系统采用stm32f103c8t6单片机+晶振电路+复位电路+电源电路+车位检测电路+OLED显示电路+继电器控制电路+语音识别电路构成。

1.2 系统功能

  • 1,通过红外对管模块实时检测车位是否占用,车位分为1车位,2车位,3车位。
  • 2,屏幕实时显示车位是否被占用、车位被占用数、空车位数。
  • 3,可以通过语音控制对应车位打开与关闭(用继电器模拟打开与关闭)比如,说打开1号车位,然后1号对应的打开

2、部分电路设计

2.1 stm32f103c8t6单片机最小系统电路设计

STM32F103C8T6是一款由意法半导体公司(ST)推出的基于Cortex-M3内核的32位微控制器,硬件采用LQFP48封装。

具体参数为:

  • 64K x 8bit的Flash
  • 20K x 8bit的SRAM
  • 37个GPIO,分别为PA0-PA15、PB0-PB15、PC13-PC15、PD0-PD1
  • 2个12bit ADC合计12路通道,外部通道:PA0到PA7以及PB0到PB1
  • 内部通道:温度传感器通道ADC_Channel_16和内部参考电压通道ADC_Channel_17
  • 4个16bit定时器/计数器,分别为TIM1、TIM2、TIM3、TIM4
  • 2个看门狗定时器(独立看门狗IWDG、窗口看门狗WWDG)
  • 1个24bit向下计数的滴答定时器systick
  • 2个IIC,2个SPI,3个USART,1个CAN
  • 内部8MHz时钟HSI最高可倍频到64MHz,外部8MHz时钟HSE最高可倍频到72MHz

Cortex-M3是ARM公司推出的基于ARMv7架构的MCU内核,ST公司在此内核的基础上完成了USART、DMA、GPIO等外围电路的设计。

STM32单片机最小系统电路由复位电路、时钟电路和电源电路。拥有这三部分电路后,单片机即可正常工作。

单片机最小系统原理图如下图所示:

实物图:

2.2 OLED液晶显示电路设计

IIC-OLED模块是一种高品质、高性能的显示屏,采用了有机发光二极管(OLED)技术,通过四个针脚控制电源和信号来实现对显示内容的控制。该模块具有以下特点:

  • 高分辨率和色彩深度:该OLED模块具有高达128x32像素的分辨率和16位色彩深度,可以呈现出细腻、清晰的画面效果。
  • 显示角度广泛:该模块具有178度的广角度,可以在各种角度下提供清晰的图像显示,同时也适用于不同的应用场景。
  • 低功耗:OLED技术具有自发光特性,因此相比其他类型的显示屏,该模块具有更低的功耗,延长了电池寿命。
  • 高可靠性:该模块采用了高品质的材料和工艺,严格把控生产流程,保证了产品的稳定性和可靠性,适用于各种环境下的使用。
  • 简单易用:该模块通过四个针脚进行控制,接口简单,易于集成到各种设备中。

IIC总线的OLED模块是一种高品质、高性能的显示屏,具有广泛的应用前景。

  • 电路设计

  • OLED模块实物图:

2.2 语音识别电路设计

  • 语音识别电路使用 ASRPRO 芯片,这款芯片内置神经网络处理器,能支持 DNN\TDNN\RNN 等神经网络及卷积运算,支持语音识别、声纹识别、语音增强、语音检测等功能,具备强劲的回声消除和环境噪声抑制能力,语音识别效果优于其它语音芯片。该芯片方案还支持汉语、英语、日语等多种全球语言,可广泛应用于家电、照明、玩具、可穿戴设备、工业、汽车等产品领域。
  • 模块主芯片支持离线神经网络计算,支持单麦克风降噪增强,单麦克风回声消除,360度全方位拾音,可抑制环境噪音,保证嘈杂环境中语音识别的准确性。使用本模块进行离线语音识别不依赖网络,时延小,性能高,可实现 98%以上的高识别率,10 米超远距离识别,响应时间小于 0.1s

特点如下:

  • 1、支持 DNN\TDNN\RNN 等神经网络及卷积计算,支持语音识别、声纹识别、语 音增强、语音检测等功能。
  • 2、32 位高性能 CPU,运行频率最高支持 240MHz
  • 3、32-bit 单周期乘法器,支持 DSP 扩展加速
  • 电路图如下:

  • ASRPRO语音识别模块实物图:

3、部分代码展示

3.1 系统外设初始化

void DeviceInit(void) {
  uart_init(9600);   //串口初始化为9600
  RelayInit();  //继电器初始化
  BiZhangInit(); //避障初始化
  OLED_Init();   //oled屏幕初始化
  OLED_ColorTurn(0);//0正常显示,1 反色显示
  OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示
}

3.2 OLED液晶显示屏初始化

void OLED_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(SCL_APB, ENABLE);   //使能端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SCL_PIN;   
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;     //推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
  GPIO_Init(SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);   //初始化引脚
  GPIO_SetBits(SCL_PORT,SCL_PIN);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(SDA_APB, ENABLE);   //使能端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA_PIN;   
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     //推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
  GPIO_Init(SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);   //初始化引脚
  GPIO_SetBits(SDA_PORT,SDA_PIN);
  OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel
  OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
  OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
  OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
  OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
  OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD);// Set SEG Output Current Brightness
  OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0左右反置 0xa1正常
  OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0上下反置 0xc8正常
  OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
  OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
  OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
  OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
  OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
  OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
  OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
  OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
  OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
  OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
  OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
  OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
  OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
  OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
  OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
  OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
  OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
  OLED_Clear();
  OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);
}

3.3 OLED显示字符串

void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1,u8 mode)
{
  while((*chr>=' ')&&(*chr<='~'))//判断是不是非法字符!
  {
    OLED_ShowChar(x,y,*chr,size1,mode);
    if(size1==8)x+=6;
    else x+=size1/2;
    chr++;
  }
}
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