隨著社會的發(fā)展，人與機器的交互存在于生活的方方面面，方便有效的交互環(huán)境日益成為系統(tǒng)開發(fā)的關鍵所在。采用語音的方式實現人與機器的交互，擴展和開發(fā)具有一定語音功能及人機交互功能的產品也逐漸為人們所認可。伴隨著技術的進步，各式各樣具有語音處理功能的芯片的出現也使得語音處理功能的廣泛應用成為可能。本文正是基于這種趨勢，選用SPCE061A單片機設計了一款具有語音功能的直流穩(wěn)壓數控電源，系統(tǒng)設計簡單、操作靈活，具有良好的人機交互環(huán)境。

1 系統(tǒng)軟硬件設計

　　1.1 硬件設計

　　系統(tǒng)的硬件設計主要包括三部分電路：鍵盤輸入及數碼顯示部分、電壓輸出部分、單片機部分。其中鍵盤輸入及數碼顯示部分主要完成讀取鍵值及電壓顯示，這部分電路采用凌陽公司生產的LED模組。該模組采用了148按鍵輸入及6位七段數碼管顯示，可以滿足設計需要。

　　1.2 軟件設計

　　軟件設計采用模塊式的設計思想。各模塊包括基本功能模塊(完成8個鍵值處理、99個步進置數、掃描置數，各位分別置數、動態(tài)顯示、模數轉換等) 、語音播報模塊，語音識別模塊。在凌陽unSP IDE 1.16.1開發(fā)環(huán)境中各模塊分別用C語言編寫，獨立調試，最后在工程中整合，并進行了一定程度的優(yōu)化。

2 語音功能的軟硬件設計

　　2.1 語音功能的硬件設計

　　SPCE061A為音頻輸出提供了兩路DAC通道，即DAC1和DAC2，本系統(tǒng)選用DACl作為電流輸出，DAC2作為音頻信號的輸出，經功率放大后。由揚聲器輸出，實現語音的播報功能。同時SPCE061A有8路可復用的10位ADC通道，本系統(tǒng)采用一路通道(MIC_IN)作為音頻輸入，音頻模擬信號經過單片機內部的自動增益控制器(AC-C)和放大器放大后進行A／D轉換，實現語音控制信號的輸入。

　　2.2 語音播報功能的軟件設計

　　考慮到系統(tǒng)對于播放音質的要求并不高。采用凌陽SACM—S480音頻壓縮算法(壓縮比為80：3)對語音信號進行壓縮，這樣語音資源可以直接加載在單片機內部的FLASH中，無需擴展外部存儲器。采用較簡單的自動播報方式，分時播報個位，小數點，十分位。需要注意的是：調用語音播報函數voice()返回主程序后，應立即恢復對于系統(tǒng)時鐘及中斷的原始設置，否則會導致按鍵異常和中斷失效。

　　2.3 語音識別功能的軟件設計

　　語音識別功能主要完成：在按鍵選擇語音辨識后，通過提示音，輸入語音控制命令，經單片機識別命令后控制系統(tǒng)產生相應的動作，從而實現語音控制的功能。

　　結合SPCE061A提供的特定人識別一次只能識別5個控制命令，而系統(tǒng)要求識別觸發(fā)命令及0-9的數字，所以程序設計時把需要識別的命令分為三組：

　　第一組：開始、正確、錯誤

　　第二組：0-4

　　第三組：5.9

　　同時分配一部分FLASH存儲區(qū)來存放這三組命令。

3 系統(tǒng)測試結果

　　在本系統(tǒng)測試中設計了最大輸出功率為10W的語音數控直流穩(wěn)壓電源。在最大負載條件下，用PROTEK505型數字萬用表進行測試，結果如下表1所示。

　　3.1 測試結果

　　最大輸出功率為10W的語音數控直流穩(wěn)壓電源。

　　3.2 測試結論

　　測試表明，系統(tǒng)的相對誤差的最大值為2％。由此可見，該系統(tǒng)可以滿足在相對誤差最大值小于2％的要求下應用，同時具有了語音播報及語音識別的功能。

　　3.3 存在的問題和改進方向

　　由于凌陽單片機提供的語音識別函數一次只能識別5個命令，因而程序編寫受到一定限制，導致語音控制的實現較為繁瑣。如果編寫自己的語音識別程序，則會大大簡化語音控制過程，進一步改善交互環(huán)境。

4 小結

　　采用16位單片機SPCE061A作為控制核心，不僅可以完成基本的控制功能，同時可以方便地使用其語音功能。在開發(fā)環(huán)境unSP1.16.1下，以在線仿真調試的方式快速地完成開發(fā)工作。