Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 1
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Khái Quát Vấn Đề
Ngày nay, các bộ vi điều khiển đang có ứng dụng ngày càng mở rộng và
thâm nhập ngày càng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Hầu
hết các thiết bị kỹ thuật từ phức tạp cho đến đơn giản như thiết bị tự động điều
khiển, thiết bị văn phòng cho đến các thiết bị trong gia đình đều dùng các bộ vi
điều khiển.
Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của em, em muốn làm một
điều gì nhỏ để góp phần vào giúp người quản lý bớt phần mệt nhọc chân tay mà
cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời vẫn đảm bảo được
độ chính xác cao. Nên em quyết định thiết kế một mạch quản lý thiết bị bằng
tiếng nói vì nó gần gũi với thực tế và nó thật sự có ý nghĩa đối với em vì đã làm
được một phần nhỏ trong xã hội.
Để làm được mạch này cần thiết kế được hai bộ phận chính là: bộ phận
hiển thị và bộ phận nhận biết giọng nói.
Bộ phận hiển thị: có một bóng đèn để hiển thị
Bộ phận nhận biết tiếng nói được xử lý bằng phần mềm.
II. Chọn Phương An Thiết Kế
1. Với mạch nhận biết giọng nói dùng IC
Có ưu điểm sau:
- cho phép tăng hiệu suất lao động
- đảm bảo độ chính xác
- tổn hao công suất bé, mạch có thể sử dụng pin hoặc accu
các nhược điểm:
- Khả năng linh hoạt kém
- Thiết kế mạch phức tạp
- Giá thành cao
- IC nhận biết giọng nói ít phổ biến ở thị trường Việt Nam
- Tài liệu về IC HM2007 còn hiếm.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 2
Với việc sử dụng kỹ thuật số khó có thể đáp ứng được việc dùng giọng nói
để điều khiển thiết bị. Muốn thayđổi một yêu cầu nào đó của mạch thì buộc lòng
phải thay đổi phần cứng. Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về
kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được bằng phương pháp này.
Với sự phát triển mạnh của ngành kỹ thuật số đặc biệt là sự ra đời các họ vi
xử lý và vi điều khiển rất đa chức năng do đó việc dùng kỹ thuật vi xử lý, kỹ
thuật vi điều khiển đã giải quyết những bế tắt và kinh tế hơn mà phương pháp IC
rời kết nối lại không thực hiện được.
2. Với mạch nhận biết giọng nói dùng vi xử lý:
Ngoài những ưu điểm đã liệt kê trong phương pháp dung IC rời thì
mạchdùng kỹ thuật vi xử lý còn có những ưu điểm sau:
- Mạch có thể thay đổi một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm,
trong khi đó phần cứng không cần thay đổi mà mạch dùng IC rời không
thể thực hiện được mà nếu có thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà
người sử dụng khó tiếp cận, dễ nhầm.
- Số linh kiện trong mạch ít hơn
- Mạch đơn giản so với mạch dùng IC rời
- Mạch có thể quản lý nhiều thiết bị cùng lúc bằng phần mềm
- Mạch cũng có thể phát triển kết nối giao tiếp với máy tính thích hợp
cho những người quản lý tại phòng kỹ thuật nắm bắt được tình trạng
hiện tại của thiết bị.
Nhưng trong thiết kế người ta thương chọn phương án tối ưu nhưng kinh tế
do đó em chọn phương pháp thiết kế dùng kỹ thuật vi điều khiển.
III. Mục Đích Yêu Cầu Của Đề Tài
Trong đồ án này em dùng IC HM2007 để nhận biết và xử lý tiếng nói để
điều khiển thiết bị. Các thiết bị có thể mở bằng tay hoặc do giọng nói.Khi ta cài
đặt giọng nói vào thiết bị mà ta muốn cài đặt, khi cài đặt xong nó sẽ lưu lại, khi
nào ta cần tắt hoặc mở thiết bị nào theo yêu cầu của người sử dụng thì chỉ cần
nói đúng câu mà ta đã cài đặt trước đó. Vì vậy mục đích yêu cầu của đề tài là:
- Bộ phận hiển thị phải chính xác
- Mạch điện không quá phức tạp, đảm bảo được sự an toàn và dễ sử dụng.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 3
- Thiết bị gọn nhẹ.
- Giá thanh không quá cao
- Lưu trữ dữ liệu khi mất điện.
- 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.
IV. Giới Hạn Của Đề Tài
Số lượng thiết bị chưa được nhiều
Chưa thể phát triển thành một hệ thống mạng để có thể quản lý trong các
nhà cao tầng.
Do thời gian nghiên cứu và để thực hiện đề tài chỉ giới hạn trong vòng 12
tuần lễ, vốn kiến thức và việc tìm hiểu sâu về một hệ vi điều khiển còn hạn chế,
luận van này chỉ thực hiện trong phạm vi sau:
Chương I: Tìm hiểu về sơ đồ khối trong quá trình xử lý tiếng nói
Chương II: Giới thiệu các linh kiên trong mạch vi điều khiển, nhận dạng
tiếng nói
Chương III: Thiết kế và thi công mạch
Chương IV: Thiết kế phần mềm
V. Mục Tiêu Phát Triển Và Nghiên Cứu
Dựa trên cơ sở của đề tài vi xử lý và vi điều khiển, đặc biệt là tính năng của
chúng cũng như các họ IC giao tiếp, hiển thị…, nhằm thiết kế một hệ thống vi
điều khiển góp phần làm phong phú thêm cho việc hiểu biết về lĩnh vực này
đồng thời có thể mở rộng và định hướng cho những đề tài sau.
Đối với đề tài này ta có thể phát triển thành một hệ thống giám sát và điều
khiển thiết bị trong một toà nhà, kết hợp với điều khiển bằng máy tính.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 4
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ SƠ ĐỒ KHỐI TRONG QUÁ
TRÌNH XỬ LÝ
I. Các Khối Trong Mạch:
1. Khối Thi Hành:
Gồm một rơ le dùng để thực hiện việc tắtr mở thiết bị
2. Khối Hiển Thị:
Gồm có một bóng đèn để hiển thịkhi nhận được câu lệnh
3. Khối Xử Lý:
Với khối xử lý ngươi ta có thể dùng khối vi xử lý. Khối này gồm một vi
điều khiển hoạt động của mạch, việc xử lý và nhận biết giọng nói hoàn toàn điều
do IC chuyên dụng HM 2007(IC này sẽ được nói rõ hơn trong phần giới thiệu
IC). IC này là một mạch tích hợp nhận biết giọng nói đơn chíp CMOS với chíp
tương tự, xử lý giọng nói và bộ phân điều khiển các chức năng. Nó được kết nối
với một micrô, ram 64k. Ở đây ta sử dụng là SRAM 6264 được chế tạo theo
công nghệ CMOS có dung lượng 65536 bit. Để điều khiển thiết bị có nguồn
220vac ta chọn các rơle có khả năng chịu tải. Ta dùng rơle loại 5v cho cùng
nguồn toàn mạch. Để cho rơle hoạt động ta phải dùng transisitor kéo cho rơle và
TST chịu sự điều khiển của 89C51. Ngoài ra còn có một số bộ phận khác.
4. Sơ Đồ Khối Của Hệ Thống
Khối hiển thị
Khối giao tiếp
CPU
Khối bộ nhớ
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 5
II. Chức Năng Từng Khối
1. Đơn Vị Xử Lý Trung Tâm CPU
Đây là khối quan trọng nhất của hệ thống. CPU giữ nhiệm vụ tiếp nhận
và xử lý trung tâm, khả năng tiếp nhận và phân tích các yêu cầu tác động, từ đó
có thểđáp ứng thích hợp. Điều này có thể thực hiện qua khái niệm tập lệnh của
vi điều khiển, . tập lệnh này cho ta khả năng hoạt động có mức độ của đơn vị xử
lý trung tâm, khắc phục và hạn chế các điều đó nhà sản xuất đã cố gắng thiết lập
tập lệnh sao cho khi kế`t hợp chúng lại với nhau đơn vị xử lý trung tâm xử lý
thêm nhiều tình huống mà từng lệnh riêng biệt không thể giài quyết được. Đây
chính là cơ sở của chương trình hệ thống.
2. Khối Bộ Nhớ
Đây là nơi lưu trữ chương trình cũng như các số liệu thu nhập và các kết
quả sau quá trình làm việc nào đó, khối này không thể thiếu được trong hệ thống
vi điều khiển và đó là nơi cất giữ mà người lập trình tạo ra cho hệ thống.
3. Khối Giao Tiếp Ngoại Vi
đây là phần kết nối giữa Cpu và bên ngoài. Do yếu tố khách quan là CPU
chỉ có một tuyến dữ liệu trong khi yêu cầu giao tiếp bên ngoài nhiều, vì vậy
phần giao tiếp là đơn vị chịu trách nhiệm thiết lập các mối quan hệ từ bên ngoài
tại thời điểm có yêu cầu.
4. Khối hiển thị
Đây là khối phục vụ đắc lực của hệ thống vi điểu khiển, bộ hiển thị giúp
người lập trình kiểm soát được quá trình nhập số liệu cũng như một kết quả
trong quá trình làm việc. Trong một số trường hợp ta phải công nhận là thiết bị
ngoại vi luôn đi kèm với một hệ thống điều khiển. Mặt khác vì đây là thiết bị
ngoại vi hiển thị không làm việc với CPU mà phải thông qua giao tiếp ngoại vi.