Thiết Kế và Thi Công Robot Di Động Điều Khiển Bằng Giọng Nói - Cao Cự Khoa

Robot di động điều khiển bằng giọng nói: Khám phá công nghệ robot tiên tiến, điều khiển dễ dàng chỉ bằng giọng nói. Ứng dụng và lợi ích vượt trội.

• Tác giả: Cao Cự Khoa
• Người hướng dẫn: PTS. Đồng Sĩ Thiên Châu
• Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động
• Đề tài: Thiết Kế Và Thi Công Mô Hình Robot Di Động Điều Khiển Bằng Giọng Nói
• Loại tài liệu: Đề tài
• Năm xuất bản: 2009

Mục lục chi tiết

• Lời mở đầu
• 1. Chương 1: KHẢO SÁT IC HM2007
• 1.1. Tổng quát về HM2007
• 1.2. Chức năng các chân
• 1.3. Khảo sát hai chức năng làm việc
• 1.3.1. A) Chế độ thường
• 1.3.2. B) Chế độ điều khiển bởi VXL ngoài(CPU)
• 2. Chương 2: KHÁI NIỆM VỀ ÂM THANH
• 2.1. Các hiệu ứng âm thanh
• 2.2. Nguyên lý chuyển đổi A/D
• 2.3. Điều chế xung biên.Lấy mẫu lý tưởng
• 2.4. Định lý Nyquist và hiện tượng chồng phổ
• 2.5. Lấy mẫu thực tế
• 2.6. Các tần số lấy mẫu chuẩn
• 2.7. Chức năng tiền nhấn
• 3. Chương 3: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 89C51
• 3.1. Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MSC -51
• 3.2. Khảo sát sơ đồ chân 89c51-Chức năng từng chân.Cấu trúc bên trong vi điều khiển.
• 4. Chương 4: BỘ NHỚ RAM
• 4.1. Cấu trúc của Ram
• 5. Chương 5: IC Chốt 74LS373
• 6. Phần B: THI CÔNG
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng Quan Robot Di Động Điều Khiển Giọng Nói Tiềm Năng

Trong bối cảnh khoa học kỹ thuật phát triển vượt bậc, việc ứng dụng robot di động vào đời sống và sản xuất ngày càng trở nên phổ biến. Đặc biệt, sự ra đời của công nghệ điều khiển giọng nói đã mở ra một hướng đi mới đầy tiềm năng cho lĩnh vực robot. Bài viết này sẽ giới thiệu tổng quan về robot di động điều khiển bằng giọng nói, từ khái niệm cơ bản đến những thách thức và cơ hội phát triển. Robot di động là thiết bị tự động có khả năng di chuyển trong môi trường xung quanh mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người. Điều khiển giọng nói là công nghệ cho phép người dùng điều khiển các thiết bị bằng cách sử dụng giọng nói tự nhiên. Sự kết hợp giữa hai công nghệ này tạo ra một hệ thống robot thông minh có khả năng tương tác với con người một cách trực quan và hiệu quả. Theo nghiên cứu từ tài liệu gốc, việc ứng dụng công nghệ mới còn chậm phát triển tại Việt Nam, do đó cần có sự đầu tư để nghiên cứu theo kịp công nghệ mới này, phục vụ trực tiếp cho công tác giảng dạy. Điều này giúp sinh viên hiểu rõ hơn về lý thuyết và tạo điều kiện cho việc dạy và học áp sát với kỹ thuật mới. Robot giọng nói mang lại sự tiện lợi trong nhiều ứng dụng, từ hỗ trợ người khuyết tật, tự động hóa quy trình công nghiệp, đến dịch vụ khách hàng và giáo dục. Nhận diện giọng nói robot là trái tim của hệ thống, cho phép robot tự hành giọng nói hiểu và phản hồi lệnh bằng lời nói.

1.1. Định Nghĩa và Ưu Điểm Của Robot Di Động Giọng Nói

Robot di động được định nghĩa là một hệ thống cơ điện tử tích hợp khả năng di chuyển tự động trong môi trường, có thể là có cấu trúc (nhà máy, kho bãi) hoặc phi cấu trúc (địa hình tự nhiên). Điểm khác biệt lớn nhất của robot di động điều khiển bằng giọng nói so với các loại robot di động khác là phương thức điều khiển. Thay vì sử dụng các phương pháp truyền thống như điều khiển từ xa, lập trình sẵn, hoặc cảm biến, robot này được điều khiển bằng giọng nói tự nhiên của con người. Ưu điểm vượt trội của phương pháp này là sự tiện lợi, trực quan, và khả năng tương tác cao. Người dùng không cần phải học các thao tác phức tạp, chỉ cần ra lệnh bằng giọng nói, robot sẽ tự động thực hiện. Robot dịch vụ giọng nói trở nên thân thiện hơn với người sử dụng, đặc biệt hữu ích cho người già và người khuyết tật. Khả năng điều khiển robot từ xa bằng giọng nói còn giúp robot hoạt động an toàn ở những khu vực nguy hiểm.

1.2. Các Thành Phần Chính Của Hệ Thống Robot Di Động Giọng Nói

Một hệ thống robot di động điều khiển bằng giọng nói cơ bản bao gồm các thành phần chính sau: (1) Micro: thu nhận giọng nói của người dùng; (2) Module nhận diện giọng nói robot: chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành văn bản hoặc lệnh điều khiển; (3) Bộ xử lý trung tâm: phân tích lệnh và điều khiển các bộ phận khác của robot; (4) Hệ thống điều khiển chuyển động: bao gồm động cơ, bánh xe, cảm biến vị trí để robot di chuyển theo lệnh; (5) Nguồn điện: cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống. Ngoài ra, một số hệ thống còn có thêm các cảm biến khác như cảm biến khoảng cách, cảm biến va chạm để tăng cường khả năng tự động và an toàn cho robot. Việc thiết kế robot điều khiển giọng nói đòi hỏi sự phối hợp hài hòa giữa các thành phần này để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

II. Thách Thức Khi Phát Triển Robot Di Động Điều Khiển Giọng Nói

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phát triển robot di động điều khiển bằng giọng nói vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là độ chính xác của hệ thống nhận diện giọng nói. Trong môi trường ồn ào hoặc khi giọng nói của người dùng không rõ ràng, hệ thống có thể nhận diện sai lệnh, dẫn đến các hành động không mong muốn của robot. Ngoài ra, khả năng xử lý ngôn ngữ tự nhiên của robot cũng còn hạn chế. Robot thường chỉ hiểu được các lệnh đơn giản, không thể xử lý các câu lệnh phức tạp hoặc các yêu cầu mang tính ngữ cảnh. Hơn nữa, vấn đề bảo mật cũng cần được quan tâm. Nếu hệ thống điều khiển giọng nói bị xâm nhập, kẻ xấu có thể điều khiển robot từ xa, gây nguy hiểm cho người dùng và môi trường xung quanh. Theo như tài liệu gốc, “Mạch chöa theåö ùng dụng rọng raõi do chöa chính xaùc cao” vẫn là một thách thức lớn trong ứng dụng điều khiển giọng nói robot.

2.1. Vấn Đề Độ Chính Xác Của Hệ Thống Nhận Diện Giọng Nói

Độ chính xác của hệ thống nhận diện giọng nói phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất lượng micro, thuật toán xử lý âm thanh, và môi trường xung quanh. Trong môi trường ồn ào, các tạp âm có thể làm giảm độ chính xác của hệ thống. Các thuật toán AI giọng nói cho robot cần được cải tiến để có thể lọc bỏ tạp âm và nhận diện giọng nói ngay cả trong điều kiện không lý tưởng. Bên cạnh đó, giọng nói của mỗi người là khác nhau, do đó hệ thống cần được huấn luyện trên một lượng lớn dữ liệu giọng nói để có thể nhận diện được nhiều giọng nói khác nhau. Hơn nữa, các giọng nói có ngữ âm vùng miền cũng gây khó khăn cho hệ thống, cần thêm nhiều dữ liệu huấn luyện để hỗ trợ các giọng nói này.

2.2. Khả Năng Xử Lý Ngôn Ngữ Tự Nhiên Của Robot

Xử lý ngôn ngữ tự nhiên là một lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi robot phải có khả năng hiểu được ngữ pháp, ngữ nghĩa, và ngữ cảnh của câu lệnh. Hiện nay, khả năng xử lý ngôn ngữ tự nhiên của robot còn hạn chế, robot thường chỉ hiểu được các lệnh đơn giản, không thể xử lý các câu lệnh phức tạp hoặc các yêu cầu mang tính ngữ cảnh. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực phát triển các thuật toán xử lý ngôn ngữ tự nhiên tiên tiến hơn để giúp robot có thể hiểu được ngôn ngữ của con người một cách tự nhiên và chính xác hơn. Việc lập trình robot giọng nói cần chú trọng đến khả năng này để tăng tính ứng dụng.

2.3. Vấn Đề Bảo Mật Và An Toàn Của Hệ Thống

Bảo mật và an toàn là một vấn đề quan trọng cần được quan tâm khi phát triển robot di động điều khiển bằng giọng nói. Nếu hệ thống điều khiển giọng nói bị xâm nhập, kẻ xấu có thể điều khiển robot từ xa, gây nguy hiểm cho người dùng và môi trường xung quanh. Các biện pháp bảo mật cần được áp dụng để ngăn chặn các cuộc tấn công từ bên ngoài, chẳng hạn như mã hóa dữ liệu, xác thực người dùng, và kiểm soát quyền truy cập. Ngoài ra, robot cũng cần được trang bị các cảm biến và thuật toán để phát hiện và tránh các vật cản, đảm bảo an toàn khi di chuyển.

III. Phương Pháp Điều Khiển Robot Di Động Bằng Giọng Nói Hiệu Quả

Để điều khiển robot di động bằng giọng nói một cách hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp phù hợp. Một phương pháp phổ biến là sử dụng các mô hình AI tiên tiến để nhận diện giọng nói. Các mô hình này có khả năng học hỏi và cải thiện độ chính xác theo thời gian, giúp robot có thể hiểu được giọng nói của người dùng ngay cả trong môi trường ồn ào. Bên cạnh đó, việc sử dụng các giao diện điều khiển bằng giọng nói trực quan và dễ sử dụng cũng rất quan trọng. Giao diện nên cung cấp các phản hồi bằng âm thanh hoặc hình ảnh để người dùng biết được robot đã nhận lệnh và đang thực hiện lệnh. Ngoài ra, việc tích hợp các tính năng an toàn như dừng khẩn cấp bằng giọng nói cũng cần được xem xét. Điều này cho phép người dùng dừng robot ngay lập tức trong trường hợp khẩn cấp.

3.1. Sử Dụng Mô Hình AI Tiên Tiến Để Nhận Diện Giọng Nói

Các mô hình AI như mạng nơ-ron sâu (deep neural networks) và mạng nơ-ron hồi quy (recurrent neural networks) đã chứng minh được hiệu quả vượt trội trong lĩnh vực nhận diện giọng nói. Các mô hình này có khả năng học hỏi các đặc trưng phức tạp của giọng nói và xử lý các biến thể khác nhau của giọng nói. Để đạt được độ chính xác cao, các mô hình này cần được huấn luyện trên một lượng lớn dữ liệu giọng nói, bao gồm cả các giọng nói khác nhau về giới tính, tuổi tác, và giọng địa phương. Ngoài ra, việc sử dụng các kỹ thuật tăng cường dữ liệu (data augmentation) cũng có thể giúp cải thiện độ chính xác của mô hình.

3.2. Thiết Kế Giao Diện Điều Khiển Bằng Giọng Nói Trực Quan

Giao diện điều khiển bằng giọng nói nên được thiết kế một cách trực quan và dễ sử dụng. Người dùng nên được cung cấp các hướng dẫn rõ ràng về các lệnh có thể sử dụng. Giao diện nên cung cấp các phản hồi bằng âm thanh hoặc hình ảnh để người dùng biết được robot đã nhận lệnh và đang thực hiện lệnh. Ví dụ, khi người dùng ra lệnh cho robot di chuyển về phía trước, robot có thể phát ra âm thanh xác nhận hoặc hiển thị một thông báo trên màn hình. Giao diện cũng nên cho phép người dùng tùy chỉnh các lệnh điều khiển để phù hợp với sở thích cá nhân. Điều này giúp tăng tính tiện lợi và thân thiện của hệ thống.

3.3. Tích Hợp Các Tính Năng An Toàn Và Dừng Khẩn Cấp

An toàn là một yếu tố quan trọng cần được xem xét khi thiết kế robot di động điều khiển bằng giọng nói. Robot nên được trang bị các cảm biến để phát hiện và tránh các vật cản. Ngoài ra, hệ thống cũng nên tích hợp các tính năng an toàn như dừng khẩn cấp bằng giọng nói. Ví dụ, người dùng có thể ra lệnh cho robot "dừng lại" hoặc "khẩn cấp" để dừng robot ngay lập tức trong trường hợp khẩn cấp. Tính năng này đặc biệt hữu ích khi robot hoạt động trong môi trường có nhiều người hoặc vật cản. Hệ thống cũng nên được thiết kế để ngăn chặn các lệnh điều khiển không hợp lệ, chẳng hạn như lệnh di chuyển robot vào khu vực nguy hiểm.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Robot Di Động Điều Khiển Bằng Giọng Nói

Ứng dụng của robot di động điều khiển bằng giọng nói rất đa dạng và phong phú. Trong lĩnh vực công nghiệp, robot có thể được sử dụng để vận chuyển hàng hóa, kiểm tra chất lượng sản phẩm, hoặc thực hiện các công việc nguy hiểm. Trong lĩnh vực y tế, robot có thể được sử dụng để hỗ trợ phẫu thuật, chăm sóc bệnh nhân, hoặc vận chuyển thuốc men. Trong lĩnh vực dịch vụ, robot có thể được sử dụng để phục vụ khách hàng, dọn dẹp, hoặc cung cấp thông tin. Ngoài ra, robot còn có thể được sử dụng trong lĩnh vực giáo dục, giải trí, và hỗ trợ người khuyết tật. Nền tảng robot giọng nói mang đến nhiều cơ hội để cải thiện chất lượng cuộc sống và tăng năng suất lao động.

4.1. Ứng Dụng Trong Lĩnh Vực Công Nghiệp Và Sản Xuất

Trong lĩnh vực công nghiệp và sản xuất, robot di động điều khiển bằng giọng nói có thể được sử dụng để tự động hóa các quy trình vận chuyển hàng hóa, kiểm tra chất lượng sản phẩm, và thực hiện các công việc lặp đi lặp lại. Việc sử dụng robot giúp giảm thiểu sai sót, tăng năng suất, và giảm chi phí lao động. Ví dụ, robot có thể được sử dụng để vận chuyển các linh kiện điện tử từ kho đến dây chuyền sản xuất, hoặc kiểm tra các sản phẩm đã hoàn thành để đảm bảo chất lượng. Điều khiển giọng nói giúp công nhân dễ dàng tương tác với robot và điều khiển robot thực hiện các công việc khác nhau.

4.2. Ứng Dụng Trong Lĩnh Vực Y Tế Và Chăm Sóc Sức Khỏe

Trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe, robot di động điều khiển bằng giọng nói có thể được sử dụng để hỗ trợ phẫu thuật, chăm sóc bệnh nhân, vận chuyển thuốc men, và cung cấp thông tin. Robot có thể giúp các bác sĩ thực hiện các phẫu thuật phức tạp một cách chính xác và an toàn hơn. Robot cũng có thể giúp các y tá chăm sóc bệnh nhân bằng cách cung cấp thuốc men, đo nhiệt độ, và theo dõi các chỉ số sức khỏe. Robot hỗ trợ giọng nói có thể giúp người bệnh dễ dàng giao tiếp với bác sĩ và y tá, đặc biệt là những người gặp khó khăn trong việc di chuyển hoặc giao tiếp.

4.3. Ứng Dụng Trong Lĩnh Vực Dịch Vụ Và Hỗ Trợ Người Khuyết Tật

Trong lĩnh vực dịch vụ, robot di động điều khiển bằng giọng nói có thể được sử dụng để phục vụ khách hàng, dọn dẹp, cung cấp thông tin, và hướng dẫn đường đi. Robot có thể giúp các nhà hàng, khách sạn, và trung tâm thương mại cung cấp dịch vụ tốt hơn cho khách hàng. Robot cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ người khuyết tật trong các hoạt động hàng ngày, chẳng hạn như di chuyển, lấy đồ vật, và giao tiếp. Robot dịch vụ giọng nói có thể giúp người khuyết tật sống độc lập và hòa nhập với cộng đồng.

V. Tương Lai Của Robot Di Động Điều Khiển Bằng Giọng Nói Triển Vọng

Tương lai của robot di động điều khiển bằng giọng nói hứa hẹn nhiều tiềm năng phát triển. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ AI, robot sẽ ngày càng thông minh và có khả năng tương tác với con người một cách tự nhiên và hiệu quả hơn. Các robot thế hệ mới sẽ có khả năng hiểu được các câu lệnh phức tạp, xử lý các yêu cầu mang tính ngữ cảnh, và thích nghi với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó, các robot cũng sẽ được trang bị các tính năng an toàn tiên tiến hơn để đảm bảo an toàn cho người dùng và môi trường xung quanh. Robot thông minh điều khiển bằng giọng nói sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của con người, giúp chúng ta làm việc hiệu quả hơn, sống thoải mái hơn, và kết nối với thế giới xung quanh.

5.1. Phát Triển Các Thuật Toán AI Tiên Tiến Hơn

Để robot có thể hiểu được ngôn ngữ của con người một cách tự nhiên và chính xác hơn, cần phát triển các thuật toán AI tiên tiến hơn. Các thuật toán này cần có khả năng xử lý ngữ pháp, ngữ nghĩa, và ngữ cảnh của câu lệnh. Ngoài ra, các thuật toán cũng cần có khả năng học hỏi và thích nghi với các biến thể khác nhau của giọng nói. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực phát triển các mô hình học sâu (deep learning) và xử lý ngôn ngữ tự nhiên (natural language processing) để đạt được mục tiêu này.

5.2. Tích Hợp Các Cảm Biến Và Tính Năng An Toàn Nâng Cao

Để đảm bảo an toàn cho người dùng và môi trường xung quanh, robot cần được trang bị các cảm biến và tính năng an toàn nâng cao. Các cảm biến có thể bao gồm cảm biến khoảng cách, cảm biến va chạm, cảm biến hình ảnh, và cảm biến âm thanh. Các tính năng an toàn có thể bao gồm dừng khẩn cấp tự động, tránh vật cản, và phát hiện người. Robot cũng cần được thiết kế để hoạt động trong môi trường có nhiều người và vật cản. Việc tích hợp các cảm biến và tính năng an toàn là rất quan trọng để đảm bảo robot hoạt động một cách an toàn và hiệu quả.

5.3. Xu Hướng Cá Nhân Hóa Và Tùy Chỉnh Robot Theo Nhu Cầu

Trong tương lai, robot sẽ ngày càng được cá nhân hóa và tùy chỉnh theo nhu cầu của từng người dùng. Người dùng có thể tùy chỉnh các lệnh điều khiển bằng giọng nói, thiết lập các chức năng yêu thích, và thay đổi ngoại hình của robot. Việc cá nhân hóa và tùy chỉnh robot giúp tăng tính tiện lợi và thân thiện của hệ thống, giúp người dùng cảm thấy thoải mái và dễ dàng sử dụng robot trong các hoạt động hàng ngày.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: KHẢO SÁT IC HM2007 .Tổng quát về HM2007 .Chức năng các chân .Khảo sát hai chức năng làm việc. 11 A)Chế độ thường. 11 B)Chế độ điều khiển bởi VXL ngoài(CPU). 14 Chương 2: KHÁI NIỆM VỀ ÂM THANH .Các hiệu ứng âm thanh .Nguyên lý chuyển đổi A/D .Điều chế xung biên.Lấy mẫu lý tưởng .Định lý Nyquist và hiện tượng chồng phổ .Lấy mẫu thực tế .Các tần số lấy mẫu chuẩn .Chức năng tiền nhấn.

35 Chương 3: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 .Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MSC -51 .Khảo sát sơ đồ chân 89c51-Chức năng từng chân.Cấu trúc bên trong vi điều khiển. 41 SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 4 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU Chương 4: BỘ NHỚ RAM .1 Cấu trúc của Ram. 54 Chương 5: IC Chốt 74LS373. 56 Phần B: THI CÔNG.

60 Tài liệu tham khảo. 61 SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 5 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU LÔØI MÔÛ ÑAÀU 1 .GIÔÙI THIEÄU: Sö ïphaùt trieån cuûa khoa hoïc kyõthuaät ngaø y caø ng nhanh goùp phaàn naâng cao naêng suaát lao ñoäng. Ñaët bieät sö ïra ñôø i vaøphaùt trieån caùc coâng ngheämôùi nhaèm taïo ra sö ïtö ïñoäng hoùa , sö ïtieän lôïi trong xaõhoäi cuõng nhö trong coâng nghieäp. Ñoái vôùi caùc nö ôùc ngoaø i thì vieäc ñieàu khieån baèng gioïng noùi ñaõñö ôïc nghieân cö ùu vaøcheátaïo ñeåö ùng duïng vaø o ñôø i soáng vaøsaûn suaátû cuõng chæ môùi ra ñôø i vaø i naêm trôû laïi ñaây.

Nhö ôû MYÕñaõñö ôïc ö ùng duïng ñeåñieàu khieån robotcam trong y khoa. Rieâng ôûnö ôùc ta lónh vö ïc naø y coø n khaùmôùi meõ. Do ñoùchuùng ta caàn coùsö ïñaàu tö ñeå nghieân cö ùu theo kòp coâng ngheämôùi naø y ñeåphuïc vuïtrö ïc tieáp cho coâng vieäc giaûng daïy taïi trö ôø ng nhaèm giuùp cho sinh vieân hieåu roû hôn veàlyù thuyeát , taïo ñieàu kieän cho vieäc daïy vaøhoïc ñö ôïc aùp saùt kyõthuaät môùi. Bö ùc xuùc trö ôùc nhu caàu tìm hieåu veàñieàu khieån baèng gioïng noùi tö øchính baûn thaân vaøcuûa nhö õng ngö ôø i yeâu thích veàlónh vö ïc naø y, toâi ñaõbaét tay vaø o vieäc thö ïc i: “THIEÁT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ROBOT DI hieän nghieân cö ùu ñeà taø ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI ”.

TAÀM QUAN TROÏNG : Ô ÛVieät Nam noùi chung vieäc ö ùng duïng coâng ngheämôùi coø n chaäm phaùt trieån, vieäc ñö a coâng ngheä môùi vaø o ñôø i soáng , saûn xuaát gaëp nhieàu khoù khaên. Taän duïng nhö õng ic ñaõnhaäp saün vaøic chuyeân duïng do nö ôùc ngoø ai saûn suaát ñeåthieát keáthaø nh saûn phaåm cuïtheåtrö ôùc heát laøö ùng duïng laø m phö ông tieän giaûng daïy trong trö ôø ng hoïc vaøtö øñoù phaùt trieån cao hôn ñeåö ùng duïng vaø o trong caùc nghaø nh seõlaøhö ôùng ñi i : “THIEÁT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ROBOT DI ĐỘNG ĐIỀU. Ñeà taø KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI ” khoâng naèm ngoaø i nhaän ñònh treân. Ñieàu quan troïng hôn heát laøcaùc vaán ñeàlieân quan ñeán ñeàtaø i , nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch vaø phaàn lyùthuyeát veàphaân tích phoåcuûa gi oïng noùi seõñö ôïc giôùi thieäu trong ñeàtaø i SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 6 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU naø y.

Noù seõlaønguoàn thoâng tin hö õu ích cho nhö õng ai muoán tìm hieåu veà lónh vö ïc naø y.GIÔÙI HAÏN THIEÁT KEÁ: Do vieäc ñieàu khieån baèng gioïng noùi coø n nhieàu môùi meõvaøcoùraát ít thoâng tin noùi veànoùphaûi laø m ñeàtaø i trong ñieàu kieän: Maïch chö a theåö ùng duïng roäng raõi do chö a chính xaùc cao • Thôø i gian thö ïc hieän ñeàtaø i chæ trong 12 tuaàn • Kinh nghieäm thö ïc teáchö a coùnhieàu • Taø i lieäu veàIC chuyeân duïng HM2007 coø n hieám Vì vaäy em ñaõthö ïc hieän nghieân cö ùu ñeà taø i vôùi nhö õng ñaëc ñieåm chính sau ñaây: • Nguyeân lyùhoaït ñoäng cuûa HM2007 • Thieát keámaïch cho HM2007 • Phoái hôïp 8951 vaøHM2007 ñeåthieát keámaïch ñieàu khieån thieát bò. MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU i “THIEÁT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ROBOT DI Thö ïc hieän ñeàtaø ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI ” laømoät coâng vieäc ñeångö ôø i thö ïc hieän ñeàtaø i nghieân cö ùu kyõkhaùi nieäm veàgioïng noùi, nguyeân lyùlaø m vieäc cuûa IC chuyeân duïng cuõng nhö moät phaàn taäp leänh cuûa vi xö ûlí. Saûn phaåm cuûa ñeàtaø i trö ôùc heát coùtheåñö ôïc ö ùng duïng vaø o phö ông tieän giaûng daïy taïi trö ôø ng , vaøneáu ñö ôïc phaùt trieån roäng, ñi saâu hôn thì coùtheåö ùng duïng vaø o trong thö ïc teásaûn xuaát coâng nghieäp ,vaøñaëc bieät cung caáp moät caùi nhìn toång quaùt veàxö ûlyùbaèng gioïng noùi. SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 7 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU PHAÀN A: LÝ THUYẾT SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 8 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU CHÖÔNG 1: KHAÛO SAÙT IC HM 2007 1.1/ Toång quaùt veà HM2007 : HM2007 laømoät maïch LSI tích hôïp nhaän bieát gioïng noùi ñôn chip CMOS vôùi chip tö ông tö ï, ñieàu cheáphoåaâm , xö û lyù gioïng noùi vaøboä phaän ñieàu khieån caùc chö ùc naên g.

Moät heä thoáng nhaän bieát gioïng noùi ñö ôïc 40 tö øbao goàm moät microâ, baø n phím soá, ram 64k vaøvaø i boä phaän khaùc. Ñeåkeát noái vôùi boä vi xö û lyù , thì noù cuõng ñö ïoc xaây dö ïng tö øñaây .2/ Ñaët tính : -IC nhaän bieát aâm thanh ñôn chip CMOS- LSI -Heäthoáng phaùt hieän aâm -Ram ngoaïi 64K ñö ôïc noái trö ïc tieáp -Chip coùtheånhaän bieát toái ña 40 tö ø -Thôø i gian toái ña moãi tö ø1,92s -Ñö ôïc gaén trö ïc tieáp vôùi moät microâ -Coù2 cheáñoäsö ûduïng : cheáñoäthö ôø ng vaøcheáñoägiao tieáp boäxö ûlyù -Thôø i gian treã;chö a ñeán 300ms -Nguoàn ñôn 5VDC -Coù2 loïai : 48 chaân PDIP vaø52 chaân PLCC SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 9 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU 1.3/ Chöùc naêng caùc chaân : ----------- PDIP PLCC I/O Vref 44 48 I o cho maïch ADC bên trong.Caáp nguoàn cho boä bieán Ñieän aùp vaø ñoåi tuông tö ïsang soá. LINE 45 49 O Chæ duø ng ñeåkieåm tra MICIN 46 50 I Chaâ n noá i vôùi microâ.Microâñö ôï c gaé n vaø o keø m theo tuïvaøñieän trôû Vdd 47 51 Chaân caáp nguoàn dö ông AGND 48 52 Maùt tö ông tö ï GND 1 1 Caáp nguoàn aâm X2,X1 2,3 2,3 I Chaân noái vaø o thaïch anh .Duø ng thaïch anh 3.58MHz noái vaø o chaân naø y. S1,S2,S3 4,5,6 4,5,6 I/O Chaân queùt baø n phím ôûcheáñoäthö ôø ng vaølaøcha ân ñoïc / ghi ôû cheá ñoäxö ûlý.

RDY 7 8 O Thoâng baùo tín hieäu aâm thanh ngoõvaø o ña õsaün saø ng.Tích cö ïc mö ùc thaáp.Khi HM2007 ñaõsaün saø ng nhaän aâm vaø o cho caø i ñaët hay nhaän bieát seõcoù moät tín hieäu mö ùc thaáp gö ûi ñi .Neáu IC baän thì gö ûi tín hieäu mö ùc cao. K1,K2 8-11 9-12 I/O Chaân ngoõvaø o baø n phím ôû cheáñoä thö ôø ng vaølaø bus dö õlieäu nhò phaân ôû cheáñoä CPU. Trong cheáñoä thö ôø ng noù ñö ôïc noái vôi s1 -s3 taïo neân ma traän baø n phím .Coù toái ña 12 phím .Ô Ûcheáñoä CPU bus dö õlieäu ñö ôïc ñieàu khieån trö ïc tieáp bôûi S2 vaøS3 .Moät tín hieäu mö ùc cao ôû S2 seõñö a noäi dung thanh ghi beân trong ra bus dö õ lieäu.Dö õlieäu ñeán tö øthanh ghi traïng thaùi hay ngoõra boä ñeäm laø do choïn bôûi S1.Neáu S1 mö ùc cao tö ùc ngoõra boäñeäm ñö ôïc choïn , ngö ôïc laïi thanh ghi traïng thaùi ñö ôïc choïn. Tín hieäu mức cao ôû chaân S3 thì ñö a noäi dung Kbus vaø o ngoõvaø o thanh ghi.

Chuù yù ngö ôø i sö ûduïng coùtheåkhoâ ng ñö a tín hieäu vaø o S2 vaøS3. TEST 12 13 I H: cheáñoäkieåm tra , L:cheáñoäthö ôø ng. WLEN 13 14 I Chaân choïn ñoädaø i cho tö ø. Ñeåchoïn -nhaän bieát moät aâm daø i.

Khi ôûmö ùc cao, choïn tö ødaø i 1.Coø n keo xuoáng mö ùc thaáp thì choïn tö ø0.92s thì chæ caø i ñö ôïc toáiña 20 tö øö ùng vôùi boänhôù8k – byte. CPUM 14 15 I Chaân choïn cheáñoä giao tieáp vi xö û lyù mö ùc thaáp choïn cheáñoä SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 10 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU thö ôø ng .Mö ùc cao choïn cheáñoäCPU. WAIT 15 16 I Ngoõvaø o ñieàu khieån chôø.Tích cö ïc mö ùc thaáp .Khi chaân naø y mö ùc thaáp vaøñang ôû cheáñoä thö ôø ng HM2007 seõñö a vaø o traïng thaùi ñôïi vaøkhoâng nhaän baát kì aâm v aø o naø o cho ñeán khi chaân naø y leân mö ùc cao.Trong cheáñoä CPU , luùc HM2007 saün saø ng nhaän aâm maøchaân naø y ôû mö ùc thaá p , noù seõkhoâng xö û lyù aâ m vaø o vaøñôïi leänh xö ûlyùñö a vaø o. DEN 16 17 O Tín hieäu cho pheùp choïn phaàn dö õlieäu .Khi vieäc nhaän bieát hay caø i ñaët ñö ôïc xö ûlyùxong chip seûcho tính hieäu ra chaân naø y ñeåcho dö õ lieäu D0— D7 ñö ôïc choát laïi treân IC 74373.

SA0,SA1 17,24 18,19 O Laøñö ôø ng ñòa chæ cho boänhôùngoaø i. SA2-SA7 21-26 O Laøñö ôø ng ñö ôïc duø ng nhö ñö ôø ng ñòa chæ. SA8- 27-31 29-32 Cuûa boänhôùngoaø i khi chaâ n ME tích cö ïc. SA11 Vdd 25 27 Chaân caáp nguoàn dö ông.

GND 26 28 Caáp mass ME 34 37 O Chaân choïn boä nhôù .Tích cö ïc mö ùc thaáp.Chaân naø y seõgö ûi tính hieäu choïn boä nhôù ngoaø i SRAM .C haân naø y coù theånoái trö ïc tieáp vôùi chaân CE cuûa SRAM 6264. MR/MW 35 38 O Chaân choïn ghi / ñoïc cho boä nhôù.Noù ñö a tín hieäu ñieàu khieån cho RAM ghi vaø o / ñoïc ra .Chaân naø y coù theånoái trö ïc tieáp vôùi chaân R/W cuûa RAM 6264. D0-D6 36-42 39-45 I/O Ñö ôø ng dö õlieäu cho boänhôùngoaø i. Bus ñö ôïc duø ng nhö bus I/O cuûa ram ngoaïi khi chaân ME tích cö ïc vaølaøbus ngoõvaø o cho boä choát dö õlieäu khi chaân DEN tích cö ïc.4/ Khaûo saùt hai chöùc naêng laøm vie äc: HM2007 cung caáp cho chuùng ta 2 chö ùc naêng hoaït ñoäng : A ) Cheá ñoä thöôøng : Ô Ûcheáñoänaø y , coùmoät baø n phím soá, moät SRAM vaøvaø i boäphaän khaùc ñö ôïc noái vôùi HM2007 taïo neân moät heäthoáng nhaän bieát gioïng noùi ñôn giaûn.

Loaïi SRAM ñö ôïc duø ng laøboänhôù8K-byte. SVTH: CAO CỰ KHOA 811153D 11 ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẰNG GIỌNG NÓI GVHD: ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU a ) Caáp nguoàn : Khi caáp nguoàn cho HM2007 vieäc sö û lyù seõbaét ñaàu .Neáu chaân WAIT mö ùc “L” ,HM2007 seõkieåm tra xem boänhôùngoaø i 8K ñaõhoaø n chænh hay chö a. Neáu chaân WAIT mö ùc “H” , HM2007 seõboû qua vieäc kieåm tra boä nhôù.