ĐỀ TÀI: Thiết kế mạch điều khiển thiết bị bằng giọng nói


Ngày tháng năm 2003
Giáo viên hướng dẫn
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 2

BẢN NHẬN XÉT
CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên sinh viên : NGUYỄN MINH TRÍ
Lớp : 98ĐT3
Mã số sinh viên : 98ĐT344
Ngành : Điện tử –Viễn Thông
Tên đề tài:
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI
Nhận xét của giáo viên phản biện:



Nhận xét của hội đồng giám khảo: Ngày tháng năm 2003
Hội đồng giám khảo
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 4 LỜI MỞ ĐẦU

1 .GIỚI THIỆU:

Sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng nhanh góp phần
nâng cao năng suất lao động. Đặt biệt sự ra đời và phát triển các công
nghệ mới nhằm tạo ra sự tự động hóa , sự tiện lợi trong xã hội cũng
như trong công nghiệp .

Do việc điều khiển bằng giọng nói còn nhiều mới mẽ và có rất ít
thông tin nói về nó phải làm đề tài trong điều kiện:
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 5
 Mạch chưa thể ứng dụng rộng rãi do chưa chính xác cao

• Thời gian thực hiện đề tài chỉ trong 12 tuần
• Kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều
• Tài liệu về IC chuyên dụng HM2007 còn hiếm

Vì vậy em đã thực hiện nghiên cứu đề tài với những đặc điểm chính
sau đây:
• Nguyên lý hoạt động của HM2007
• Thiết kế mạch cho HM2007
• Phối hợp 8951 và hm2007 để thiết kế mạch điều khiển thiết bò .

4 . MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Thực hiện đề tài “THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT
BỊ BẰNG GIỌNG NÓI” là một công việc để người thực hiện đề tài
nghiên cứu kỹ khái niệm về giọng nói, nguyên lý làm việc của IC
chuyên dụng cũng như một phần tập lệnh của vi xử lí.
Sản phẩm của đề tài trước hết có thể được ứng dụng vào phương
tiện giảng dạy tại trường , và nếu được phát triển rộng, đi sâu hơn thì
có thể ứng dụng vào trong thực tế sản xuất công nghiệp ,và đặc biệt
cung cấp một cái nhìn tổng quát về xử lý bằng giọng nói.


ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 7

CHƯƠNG I:

KHẢO SÁT IC HM 2007

I/ Tổng quát về HM2007 :
HM2007 là một mạch LSI tích hợp nhận biết giọng nói đơn chip
CMOS với chip tương tự , điều chế phổ âm , xử lý giọng nói và bộ phận
điều khiển các chức năng . Một hệ thống nhận biết giọng nói được 40 từ
bao gồm một micrô , bàn phím số , ram 64k và vài bộ phận khác . Để
kết nối với bộ vi xử lý , thì nó cũng đựoc xây dựng từ đây .

II/ Đặt tính

AGND 48 52 Mát tương tự
GND 1 1 Cấp nguồn âm
X2,X1 2,3 2,3 I
Chân nối vào thạch anh .Dùng thạch
anh 3.58MHz nối vào chân này
S1,S2,S3 4,5,6 4,5,6 I/O Chân quét bàn phím ở chế độ thường
. và là chân đọc / ghi ở chế độ xử lý
RDY 7 8 O Thông báo tín hiệu âm thanh ngõ vào
. đã sẵn sàng . Tích cực mức thấp .
Khi HM2007 đã sẵn sàng nhận âm .
vào cho cài đặt hay nhận biết sẽ có .
một tín hiệu mức thấp gửi đi .Nếu IC
. bận thì gửi tín hiệu mức cao
K1,K2 8-11 9-12 I/O Chân ngõ vào bàn phím ở chế độ .
thường và làbus dữ liệu nhò phân ở .
chế độ CPU . Trong chế độ thường nó
. được nối vơi s1-s3 tạo nên ma trận .
bàn phím .Có tối đa 12 phím .Ở chế .
độ CPU bus dữ liệu được điều khiển .
trực tiếp bởi S2 và S3 .Một tín hiệu .
mức cao ở S2 sẽ đưa nội dung thanh .
ghi bên trong ra bus dữ liệu
. Dữ liệu đến từ thanh ghi trạng thái .
hay ngõ ra bộ đệm là do chọn bởi S1
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 9

. Nếu S1 mức cao tức ngõ ra bộ đệm .
được chọn , ngược lại thanh ghi trạng
. thái được chọn . Tín hiệu mưc cao ở .

SA8 –SA11 27-31 29-32 của bộ nhớ ngoài khi chân ME tích .
cực
SA12 34
Vdd 25 27 Chân cấp nguồn dương

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 10

GND 26 28 Cấp mass
NC 32,33 35,36,7,20,33,46

ME 34 37 O Chân chọn bộ nhớ .Tích cực mức thấp
. Chân này sẽ gửi tính hiệu chọn bộ nhớ
. ngoài SRAM .Chân này có thể nối .
trực tiếp với chân CE của SRAM 6264
MR/MW 35 38 O Chân chọn ghi / đọc cho bộ nhớ .
ngoài .Nó đưa tín hiệu điều khiển cho .
RAM ghi vào / đọc ra .Chân này có .
thể nối trực tiếp với chân R/W của .
RAM 6264
D0-D6 36-42 39-45 I/O Đường dữ liệu cho bộ nhớ ngoài .
D7 43 47 (D-Bus). Bus được dùng như bus I/O .
của ram ngoại khi chân ME tích cực .
và là bus ngõ vào cho bộ chốt dữ liệu .
khi chân DEN tích cực IV / Khảo sát hai chức năng làm việc
:
HM2007 cung cấp cho chúng ta 2 chức năng hoạt động

A B Từ AB
0 1 0 1 0 1 0 1 m quá dài
0 1 1 0 0 1 1 0 m quá ngắn
0 1 1 1 0 1 1 1 Không nhớ
Bảng 1
Ghi chú 1: A là mã nhò phân có giá trò từ 0 – 4 , và B là mã nhò
phân có giá trò từ 0 – 9
Ghi chú 2:
Nếu chân WLEN ở mức cao , độ dài của từ tối đa là
1.92 s

ii
/ Chân WAIT mức thấp “L” :
Trong chế độ này , âm ở ngõ vào sẽ không được nhận cho
tới khi chân WAIT trở về trạng thái “H”. ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 12

c ) Cài đặt hay xoá một âm trong khung nhớ :
Có hai hoạt động xảy ra trong suốt giai đoạn này , 1) xoá
khung từ đã được cài đặt và 2) cài đặt vào khung từ mới .
Để xoá hay cài đặt một âm trong khung từ , đầu tiên phải
chọn số thứ tự để xử lý trứơc tiên . Số thứ tự của từ bao gồm hai
cơ số . Hai số này được đưa vào HM2007 thông qua bàn phím số với
mỗi cơ số là một lần nhấn . Nếu trên hai cơ số được đưa vào , chỉ
hai cơ số cuối cùng được chấp nhận . Khi phím được nhấn , số của
phím sẽ được đưa trên D-Bus . Khi đã nhấn xong số của từ , ta
nhấn phím chức năng để chọn chế độ hoạt động . Nếu phím chức

dạng âm , cài âm vào , báo kết quả , cấp cho dữ liệu , nhận dữ liệu ,
reset và sẽ được mô tả sau đây . trong mode này , K-bus được dùng
như một bus dữ liệu nhò phân trực tiếp giữa bộ điều khiển ngoài và
HM2007 và từ S1 đến S3 xem như là chân điều khiển R/W (đọc /
ghi ) .
Bảng 2
trình bày tổng quát lệnh của CPU . Nội dung của lệnh
gồm 2 phần 1) phần mã của lệnh ,2)số thứ tự của âm đã xử lý nếu
cần

COMMAND CODE WORD # (L ) WORD # (H )
RECOG 0 0 0 1
TRAIN 0 0 10 B3 B2 B1 B0 0 0 B5 B4
RESULT 0 1 0 0
UPLOAD 0 1 0 1 B3 B2 B1 B0 0 0 B5 B4
DOWLOAD 0 1 1 0 B3 B2 B1 B0 0 0 B5 B4
RESET 0 1 1 1
Bảng 2 Lệnh cho vi xử lý điều khiển
Có 3 thanh ghi trong HM2007 , một thanh ghi bộ đệm ngõ vào ,
một thanh ghi trạng thái và một thanh ghi bộ đệm ngõ ra . Đầu
tiên là thanh ghi chỉ ghi và uối cùng là thanh ghi chỉ đọc . Nếu chân
S1 mức cao , dữ liệu đọc từ K-Bus sẽ lấy từ thanh ghi bộ đệm ngõ
ra . Nếu S1 mức thấp , dữ liệu từ K-Bus sẽ lấy từ thanh ghi trạng
thái . S2 và S3 là tín hiệu dùng để điều khiển đọc / ghi . Nếu S2 mức
cao . Đó là lúc đang đọc và bộ điều khiển ngoài có thể lấy dữ liệu
từ K-Bus . Nếu S3 mức cao ,là lúc đang ghi và bộ điều khiển ngoài
đưa data vào bộ đệm ngõ vào . Chú ý S2 và S3 không thể đồng thời
là mức cao và trạng thái của S1 sẽ bò bác bỏ trong quá trình ghi .

Thanh ghi trạng thái dược trình bày như sau , ảnh hưởng trạng

sàng nhận lệnh mới . Khi trạng thái hoạt động chuyển sang 01 và
chân WAIT mức cao ,đó là lúc sẵn sàng nhận âm vào và sau đó xử
lý nhận biết âm . Khi trạng thái hoạt động trở về 01 một lần nữa ,
sau đó thì việc xử lý nhận biết hoàn tất và HM2007 đang đợi lệnh
khác . Lưu đồ hoạt động trình bày trong hình 1 .

iii ) Kết quả :
Sau khi nhận biết âm , kết quả nhận biết được đưa vào trong
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 15

bộ đệm . thiết bò ngoài có thể gửi lệnh RESULT dạng cơ số 10 để
lấy kết quả nhận biết .Khi dữ liệu trong bộ đệm đã được đọc trạng
thái hoạt động sẽ trở về 10 và đợi lệnh kế .
Khi lệnh RESULT được gửi , việc đọc thực hiện liên tục bốn
lần phải được thực hiện bởi CPU và kết quả được gửi bởi HM2007 .
Nội dung kết quả gồm hai phần , mỗi phần cần đọc hai lần . Phần
đầu là số thứ tự của từ (B5-B0) và phần sau là giá trò nội dung .
(V7-V0)
Bảng 3
trình bày kết quả ngõ ra chuẩn và lưu đồ chương trình điều
khiển trình bày ở hình 2 .

1
st
read 2
nd
read 3
rd
read 4

nhận lệnh DOWLOAD và vò trí cần lấy , HM2007 sẽ đọc data từ
thiết bò ngoài . Dữ liệu của hai từ đầu chỉ đònh vò trí và theo sau là
dữ liệu được chia theo nhiều frame . Hình 5 trình bày lưu đồ điều
khiển xử lý việc DOWLOAD .

vii ) Khởi động lại :
Khi lệnh RESET được đưa vào HM2007 chip sẽ xoá tất cả
những khung nhớ trong bộ nhớ . Hình 6 trình bày lưu đồ điều khiển
khởi động lại . ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 17 ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 19 ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 21

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 22 ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI GVHD:ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: NGUYỄN MINH TRÍ 98ĐT344 24