51单片机智能小车控制系统设计(5)
综合考虑，本系统报警有烟雾及人体感应两种情况，故采用无源蜂鸣器，通过控制声音频率安全报警并加以区分。
2.10 电源模块的选定
电源为整个系统提供动力支持，其重要性不言而喻，先对两种供电方案特点比较如下：
对220V交流电进行降压、整流、滤波后，在进行稳压处理，为系统供电。这种方案能够很好地解决系统用电问题，但外围电路复杂，由于存在连接线，小车的灵活性将大受影响。
利用干电池供电，如果有需要则进行降压处理。这种方案，结构简单，使用方便，能够满足小车灵活性的需要。
综合考虑，本系统主要应用于家庭服务，灵活性很重要，故采用干电池为系统供电。
2.11 系统总体方案
经过反复论证，本设计总体方案确定如下：
采用二驱轮式车体作为系统车体，全桥式电路实现电机驱动，以SPCE061A为语音控制单元核心，以STC89C51最小系统为环境监测主控单元，采用数字温湿度传感器，监测环境温湿度，以被动式热释电红外传感器为人体感应模块，采用气敏式烟雾传感器实现系统烟雾监测，采用LCD1602实现液晶显示，无源蜂鸣器安全报警，采用干电池为系统供电。
3.硬件电路设计
3.1 运动控制单元硬件设计
其总体结构如图3所示，主要分为两个部分：一个是SPCE061A精简开发板，另外一个是电机控制板。电机控制板的工作就是根据61板的输出信号去启动和停止相应的电机，以及调整电机的正反转方向。正是通过开启和关闭相应的电机，使电机在不同的组合状态运转，最终来实现小车的状态控制功能。
图3 系统运动控制硬件结构
3.1.1 SPCE061A精简开发板
本设计中SPCE061A精简开发板作为语音识别的主控单元，实现语音命令的采集处理，并与语音库中的模型匹配，进而输出电机控制信号，实现智能小车行驶状态的语音控制[6]。
SPCE061A是凌阳科技推出的又一款以μ’nSP™为内核的16位微控制器，采用模块化集成结构，以μ’nSP™为内核为中心，集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件，具有强大的语音识别处理能力。
SPCE061A主要包含输入与输出端口、定时/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入输出、通用异步串行型接口、低电压检测与复位等部分，而且内部嵌套用于在线仿真的ICE接口电路，具有很高的处理速度因而可以快速地处理较复杂的数字采集信号[7]。广泛应用于家用电器的控制、工业级控制、信号通信、医疗器械等诸多方面。
61板采用模块化结构设计，各功能模块的划分如图4所示。各区功能如下：
(1) 电源区。为整个系统供电，能够提供两种工作电压：5V和3.3V，61板的内核SPCE061A电压要求为3.3V，而I/O端口的电压可以选择3.3V也可以选择5V。
(2) 下载区。程序通过此区接口下载到SPCE061A中，共有两种下载模式即PROBE和EZ_PROBE，通过S5进行模式选择，能够进行在线调试。
图4 61板的功能模块结构
(3) 音频区。麦克风用来语音输入，喇叭接口进行语音播放，自带自动增益控制，能够语音放大处理。
(4) SPCE061A与周边器件。整个系统板的“大脑”，所以控制信息都从这里发出，而周边器件则是用来协助单片机正常工作。
(5) 键控区。利用按键控制，实现在语音处理程序中进行录音、暂停和播放等操作。
(6) 复位区。对61板内部的硬件初始化，单片机重新开始工作。61板本身具有上电复位功能，即通电就自动复位，另外，还具有外部复位电路，清存储器使程序重新运行。
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