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4 語音識別技術簡介
語音識別技術就是一種讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉變成相應的文本或命令的技術。機器對語音進行識別、處理的過程與人對語音進行識別、處理的過程基本上是一致的。目前主流的語音識別技術是基于統計模式識別的基本理論。一個完整的語音識別系統可大致分為語音特征提取、聲學模型與模式匹配（識別算法）和語義理解三部分。其基本原理如下圖所示。
從圖中我們可以看出語音識別一般分為兩個步驟：
第一步是系統“學習”或“訓練”階段，這一個階段的任務是建立識別基本單元的聲學模型以及進行文法分析的語言模型， 即構建參考模式庫。第二步是“識別”或“測試”階段，根據識別系統的類型選擇能夠滿足要求的識別方法，采用語音分析方法分析出這種識別方法所要求的語音特征參數，按照一定的準則和測度與參考模式庫中的模型進行比較， 通過判決得出結果。
在本應用中，語音識別技術方面采用凌陽SPCE061A作為關鍵器件，同時凌陽公司提供bsrv222SDL.lib 庫函數支持，在使用時通過調用庫函數里相關的API 函數來實現所要求的功能。
5 主要硬件模塊設計
下面主要對主控制器和語音提示電路作介紹。
5.1 主控制器
系統主控制器主要由MIC 輸入模塊、控制模塊、存儲模塊、功放和喇叭輸出模塊四部分組成，其結構如下。
（1） 控制單元與語音識別：由SPCE061A 單片機完成。
（2） MIC 輸入模塊：SPCE061A 的A/D 轉換器有8個通道，其中有一個通道是MIC_IN 輸入，專門對語音信號進行采樣。選用駐極體話筒，其偏壓由SPCE061A 的VMIC 腳提供。該模塊電路比較簡單，只需外接三個電阻和電容對電流信號進行濾波就可以了。
（3） 功放和喇叭輸出模塊：SPCE061A 提供雙通道10 位的D/A 輸出AUD1、AUD2,每個通道的輸出能力是30mA。為了能驅動揚聲器放音，我們將輸出電路設計為由負載電阻和三極管8050 組成的功放電路。
（4） 存儲模塊：由于芯片內置的存儲空間有限，為了運行復雜的識別程序，必須通過擴展必要的存儲芯片來完成系統的功能。在本系統中我們采用SPBA01B 和W29C040 來對SPCE061A 進行Memory 擴展。
5.2 語音提示單元
本系統主要由語音識別電路和語音提示電路來完成人機交互，其中語音提示電路的電路原理圖如圖4 所示。
圖4 語音提示電路
數碼語音芯片選用的是單片語音錄放集成電路ISD25120,它具有抗斷電、音質好、使用方便、無需專用的開發系統等優點。錄音時間為120s,能重復錄放達10 萬次。芯片采用多電平直接模擬量存儲專利技術，省去了A/D、D/A 轉換器。每個采樣值直接存儲在片內單個存儲單元中， 因此能夠非常真實、自然地再現語音、音樂、音調和效果聲。
SPCE061A的IOA11~IOA15 與ISD25120 的地址線相連，用以設置語音段的起始地址。IOB11 和IOB13 用以控制錄放音狀態。IOB12 連接一按鍵，供錄放音測試時使用。ANA IN 與ANA OUT 是模擬信號的輸入端和輸出端，它們之間連接耦合電容，通常取值為0.22~1uF。
語音信號由SP+ 和SP- 端經耦合器耦合到電話線或由揚聲器直接播放。錄音時，單片機通過口線設置語音段的起始地址，再使端PD 端和P/ R 端和CE 為低電平啟動錄音。結束時，單片機又讓CE 端回到高電平，即完成一段語音的錄制。放音時，根據需要播放的語音內容，找到相應的語音段起始地址，并通過口線送出。再將P/ R端設為高電平， PD 端設為低電平，并讓CE 端產生一負脈沖啟動放音，這時單片機只需等待ISD25120 的信息結束信號，即低電平EOM 的產生。結束信號為一負脈沖，在負脈沖的上升沿， 標志著該段語音播放結束。
6 軟件設計
6.1 系統軟件結構
軟件的設計不僅要考慮到各個模塊實現的功能，而且要對整個系統進行有效的管理和協調。在此基礎之上，才能夠從整個系統的角度全面完善地實現系統所需要的各項功能。本系統的軟件主要包括一個主程序和四個子程序， 其總體結構如下圖所示。
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