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古文星:智能小车系统的设计和实现·1·
智能小车系统的设计和实现

(工程技术学院自动化科学系自动化专业古文星)
(学号:2001112021)

内容提要:本文介绍了 16 位单片机 SPCE061A 的系统架构和体系,在此基础上设计和制作
带有语音控制的智能小车,包括硬件和软件系统。小车功能包括采集和处理各种传感器信息,根
据使用者的要求设定速度,设计运动轨迹方案,实现小车的智能导航。本系统在语音方面采用特
定人识别控制,在智能控制方面有较大的应用。本智能小车系统可应用于智能玩具和智能家电以
及工业控制等多个领域。
关键词:智能小车;SPCE061A;语音控制;传感器;PWM
教师点评:在 SPCE061A 的 16 位单片机的基础上,通过外部传感器系统的硬件系统设计和
制作,整个系统的软件编程实现了小车的完全自主运动。包括按预定轨迹运动,自动避障,自动
速度调节等。该系统在智能玩具和智能家电领域有较大的应用前景。(点评教师;郭小勤,副教
授)

一、引言
随着电子业的发展,自动化已不再是一个新鲜的话题,无人驾驶的小汽车也必将进入实用阶
段。本设计模拟将来的智能小车,根据开始录制的语音命令来控制启动、停止,并且能自动避开
障碍物和调整速度。当今玩具市场上各种移动式的智能玩具颇受青睐,但大多为遥控式的,也逐
渐出现了语音控制的玩具,但经过调研玩具还不能实现多命令和特定人识别控制,比如我测试了
声控恐龙,它只要听到有声音就执行动作,而且动作单一,缺乏新意,如若将智能小车开发应用
到智能玩具,采用特定人语音控制的特点,必将具有较好的市场前景。

二、系统组成
1、开发平台
本系统采用凌阳SPCE061A十六位单片机实现智能小车系统。凌阳SPCE061A单片机内部
集成了2K字的RAM、32K字的Flash,用凌阳SPCE061A单片机实现不需要外扩程序存储器和
RAM,也不用外接语音芯片,即可实现语音辨识和一系列智能动作。由于采用了高性能的MCU,
省掉了大量的外围器件,如外扩RAM、ROM存储器等,使硬件结构大大简化,提高了系统的可
靠性。凌阳单片机软件编程采用C和汇编混合编程来实现,集两种语言之优点于一体,它们的完
美结合极大限度地简化了编程过程,丰富了编程思想。采用别的单片机实现所有功能一般要两个
单片机,硬件电路也更加复杂。若要实现语音播报功能和语音辨识,不是多用几个别的类型的单
片机就可实现的,而凌阳单片机提供了很好的语音播放和录制机制以及简单的API接口编程。所
以采用SPCE061A来开发智能小车系统。
2、系统模块

传感传感


MOT

61 板
B9--B13 小车控制板
MOT

1
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图一
如图一为小车系统框图,61板采用查询的方法不断采集传感器障碍物的信号,当出现障碍物
时,单片机根据信号进行处理分析后给小车控制板发出控制信号,指导小车运动。控制信号包括
PWM信号和控制电机转动信号,由IOB9-IOB13口输出,然后通过控制板的放大驱动电路,从而
控制电机,控制小车运动。

三、硬件系统设计
1、语音系统