51單片機聲控+語音播報的小風扇制作

ID:280994 · 發表于 2018-1-30 21:33

這是一個能控制轉速的風扇，我這個風扇特色功能（學校課程，為了加分）就是聲音控制，語音提醒。機械結構是3D打印的。使用單片機芯片為STC12C5A60S2，音頻DAC為TDA1543A(這個不太會用，這個項目中還有些問題，要仔細調調電位器才能發出正常聲音），功放為LM386,咪頭的放大器用的LM358。至于大家最關心的喇叭怎么說話的問題：聲音數是通過電腦端用文本轉語音軟件生成的，是一個.wav文件，然后編個小程序把聲音數據轉換成數組，然后把這個數組掐頭去尾只留中間（去除掉無用數據，51單片機儲存實在小），再復制到單片機代碼里的（由于弄個文件系統也很麻煩，而且速度很慢，所以就這樣搞了）。具體原理（大神勿噴）是以一定的時間間隔（一般是8KHz）把數組中的數據通過DAC轉換成電壓信號輸送給功放芯片，在經過功放芯片送給喇叭，這樣由于變化的電壓使喇叭震動，發出聲音。
下面附上原理圖，照片，代碼和工程文件。請多多指教。

實物圖

原理圖

程序說明：
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版本號Beta0.0
本驅動工具包主要包含以下驅動（xxx.c文件和xxx.h文件共同使用,下面不再寫后綴）
1“define.h”----包含了類型定義與開發板屬性的設置（如晶振頻率等）
2“delay”----定義了兩個延時函數，支持STC大多數芯片（除15H系列..）
【提示】本函數庫中驅動多數依賴于"delay.c""delay.h"和"define.h"文件
3“digital_display”----數碼管顯示驅動（硬件是基于兩個373鎖存器分別用作段數據和位數據）
4“digital_to_string”----包含了浮點數轉換成字符串的函數
5“DS18B20”----溫度傳感器驅動
6“DS1302”----時鐘芯片驅動
7“I2C”----軟件模擬I2C總線驅動
8“Keyboard”----矩陣鍵盤驅動
9“LCD_1602_display”----1602液晶屏驅動（并口）
10“LCD_12864_display”----12864液晶屏驅動（并口帶中文字庫）（只是顯示文字，不包含畫圖）
11“NEC_IR_coding”----用一個紅外LED實現紅外編碼發射的驅動
12“NEC_IR_decoding”----紅外解碼驅動
13“NRF24L01”----2.4G無線通訊模塊驅動
14“Uart”----串口驅動相關函數
未完待續...
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版本號Beta0.1
修復了數碼管有關殘影的bug
取消了矩陣鍵盤的松手檢測，以檢測不到鍵按下時返回0代替
未完待續...
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版本號Beta0.2
加入了獨立按鍵的檢測，兼容矩陣按鍵，修復了矩陣鍵盤關于不同開發板兼容性的bug
增加了串口不同波特率的初始化程序
未完待續...
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版本號Beta0.3
調整了數碼管顯示驅動的結構代碼，方便不同開發板移植
未完待續...
............................................................

main.c

#include "define.h"
#include "delay.h"
#include "mic.h"
#include "play.h"
#include "motor.h"
#include "led.h"
#include "sfkj.h"
#include "zstz.h"
u8 mode = 0; //速度級別
void change_mode()
{
static u8 i=0,j=0; //計時變量約為8ms
if(mic_flag==2)
{
i++;
if(i>10&&mic_flag==2)
{
//開機確認
if(mode==0)
{
Play_music(PCM8sfkj,sizeof(PCM8sfkj));
j=50;
mic_flag=0;
while(j--)
{
delay_ms(100);
if(mic_flag==2)
{
Play_music(PCM8zstz,sizeof(PCM8zstz));
mode=1;
mic_flag=0;
break;
}
}
}
else if(mode==1)
{
mode=2;
}
else if(mode==2)
{
Play_music(PCM8zstz,sizeof(PCM8zstz));
mode=1;
}
mic_flag=0;
i=0;
}
}
else if(mic_flag==3)
{
i++;
if(i>15&&mic_flag==3)
{
mode=0;
mic_flag=0;
i=0;
}
}
}
void change_PWM()
{
if(mode==0)
{
PCA_PWM0 = 0x03;
CCAP0H = CCAP0L = 0xff;
}
else if(mode==1)
{
PCA_PWM0 = 0x00;
CCAP0H = CCAP0L = CCAP0L-1;
}
else if(mode==2)
{
PCA_PWM0 = 0x00;
CCAP0H = CCAP0L = CCAP0L;
}
}
void main()
{
Timer1Init();
IT0Init();
PWMInit();
Play_init();
delay_ms(1000);
while(1)
{
change_mode();
change_PWM();
Digital_Display_One(CCAP0L/16);
delay_ms(50);
}
}
DELAY.c
#include"DELAY.h"
void delay_ms(uint ms)
{
unsigned char i, j;
do
{
i = TIME_I;
j = TIME_J;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}while(--ms);
}
#if Machine_Cycle==12UL
void delay5us() //@12.000MHz
{
_nop_();
}
#elif Machine_Cycle==2UL
void delay5us() //@12.000MHz
{
unsigned char i;
i = 12;
while (--i);
}
#endif
led.c
#include "led.h"
#define Digital_Data P2
code unsigned char leddata[]={
0xB7, //"0"
0x06, //"1"
0x73, //"2"
0x57, //"3"
0xC6, //"4"
0xD5, //"5"
0xF5, //"6"
0x07, //"7"
0xF7, //"8"
0xD7, //"9"
0xE7, //"A"
0xF4, //"B"
0xB1, //"C"
0x76, //"D"
0xF1, //"E"
0xE1, //"F"
0x00, //熄滅
0x00 //自定義
};
//函數名：Digital_Display_One
//功能：顯示單個數碼管
//參數： Digit:要顯示的數字
// pos: 要顯示的位置
//注意：不同開發板只需要改寫此函數，本文件其他數碼管驅動即可使用
void Digital_Display_One(u8 Digit)
{
Digital_Data = leddata[Digit];
}
mic.c
#include "mic.h"
void IT0Init(void) //100微秒@11.0592MHz
{
IT0=1;
EX0=1;
EA=1;
}
void Timer1Init(void) //50毫秒@11.0592MHz
{
AUXR &= 0xBF; //定時器時鐘12T模式
TMOD &= 0x0F; //設置定時器模式
TMOD |= 0x10; //設置定時器模式
TL1 = 0x66; //設置定時初值
TH1 = 0xFC; //設置定時初值
TF1 = 0; //清除TF1標志
TR1 = 1; //定時器1開始計時
EA = 1;
ET1 = 1;
}
u32 times=0;
void T1INT() interrupt 3
{
TL1 = 0x66; //設置定時初值
TH1 = 0xFC; //設置定時初值
times++;
}
u8 mic_flag=0;
void EX0INT(void) interrupt 0
{
static u32 last_time=0;
u32 differ;
differ=times-last_time;
last_time=times;
if(differ>1000)
{
mic_flag=1;
}
else if(mic_flag>0&&differ>100&&differ<500)
{
mic_flag++;
}
}
motor.c
#include "motor.h"
void PWMInit()
{
CCON = 0; //清除PCA控制寄存器
CL = 0; //復位PCA定時器計數值
CH = 0;
CMOD=0x0a; //工作模式：頻率=Sysclk/4/256=10800Hz 無中斷
CCAP0H = CCAP0L = 0xff; //PWM0設置占空比50%
PCA_PWM0 = 0x03;
CCAPM0 = 0x42; //PCA模塊0 工作在8比特方式無中斷
CR = 1; //PCA定時器運行
}
play.c
#include "play.h"
sbit I2SDATA=P1^4;
sbit I2SWS = P1^5;
sbit I2SBCK = P1^6;
void I2S_Send(u8 dat)
{
u8 i;
u8 t;
I2SDATA=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2SBCK=1;
I2SBCK=0;
}
t=dat;
for(i=0;i<8;i++)
{
t=t<<1;
I2SDATA=CY;
I2SBCK=1;
I2SBCK=0;
}
I2SWS=~I2SWS;
I2SBCK=1;
I2SBCK=0;
}
void Play_init()
{
I2S_Send(0x80);
I2S_Send(0x80);
I2S_Send(0x80);
I2S_Send(0x80);
}
void Play_music(u8 *Music,u16 sz)
{
u16 i=0,j=0;
u8 flag=0;
for(i=0;i<sz;i++)
{
I2S_Send(Music);
I2S_Send(0);
}
}
音頻數據
code const u8 PCM8sfkj[]={
0x80,0x7e,0x80,0x86,0x7c,0x7a,0x81,0x7c,
0x80,0x87,0x7a,0x7c,0x87,0x7d,0x7a,0x86,
0x81,0x78,0x81,0x85,0x7c,0x7d,0x85,0x82,
0x7c,0x7c,0x82,0x81,0x7f,0x83,0x7e,0x7f,
0x80,0x7a,0x81,0x84,0x7f,0x7e,0x7e,0x80,
};
//只是一部分.........太長了...省略...可以去工程中看

復制代碼

所有資料51hei提供下載：

我的風扇.rar (169.62 KB, 下載次數: 177)

ID:276118 · 發表于 2018-1-31 17:44

聲音處理部分有學問

ID:280994 · 發表于 2018-2-2 23:03

聲音處理部分代碼，純C語言，在電腦上編譯生成一個.exe可執行程序后，將音頻文件復制到與.exe同級目錄下，運行軟件，輸入音頻文件名，回車

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#include "Music2.h"
int main()
{
FILE *fpwav,*fp;
int i=0,j=0,f;
int size=0;
short temp=0;
unsigned short u8data;
char s[30],cmd[30];
printf("Please input xx.wav\n");
scanf("%s",s);
if((fp=fopen("PCM8.h","w+"))==NULL)
{
printf("Can't Creat File\n");
system("pause");
exit(0);
}
if((fpwav=fopen(s,"rb"))==NULL)
{
printf("Can't Open %s\n",s);
system("pause");
exit(0);
}
fseek(fpwav,0x2a,0);
fread(&size,sizeof(int),1,fpwav);
printf("SIZE:%d\n",size);
printf("Wait process of %s......\n",s);
fseek(fpwav,0x2e,0);
rewind(fp);
fprintf(fp,"const u8 PCM8[]={\n");
for(i=1;i<=size/sizeof(short);i++)
{
for(j=0;j<8;j++)
{
f=fread(&temp,sizeof(short),1,fpwav);
u8data=temp*2+32768;
u8data=u8data/256;
fprintf(fp,"0x%x,",u8data);
}
fprintf(fp,"\n");
}
fprintf(fp,"\n};");
fclose(fp);
fclose(fpwav);
sprintf(cmd,"notepad.exe PCM8.h");
system(cmd);
system("pause");
return 0;
}

復制代碼

ID:280568 · 發表于 2018-2-3 11:20

挺好的

ID:266116 · 發表于 2018-2-3 13:23

很好的!謝謝分享

ID:301192 · 發表于 2018-4-4 09:10

樓主，下載了密碼是多少呢

ID:245836 · 發表于 2018-5-7 19:01

很好的!謝謝分享

ID:324807 · 發表于 2018-5-8 10:05

不錯哦，希望有用

ID:48413 · 發表于 2018-5-15 08:37

很有創意啊

ID:215044 · 發表于 2018-7-5 11:29

語音加播報功能很不錯的創新

ID:400844 · 發表于 2018-9-21 09:02

很給力

ID:404066 · 發表于 2018-9-29 15:32

給力fight！

ID:280994 · 發表于 2018-11-24 20:44

kkk123123123 發表于 2018-4-4 09:10
樓主，下載了密碼是多少呢

沒密碼啊

ID:474972 · 發表于 2019-2-26 16:59

語音識別功能怎么實現的

ID:489701 · 發表于 2019-3-20 09:20

不錯哦，支持

ID:63646 · 發表于 2019-4-28 18:54

聲音處理部分代碼，純C語言，在電腦上編譯生成一個.exe可執行程序后，將音頻文件復制到與.exe同級目錄下，運行軟件，輸入音頻文件名，回車
vc6.0編譯出現提示錯誤

21222.cpp(4) : fatal error C1083: Cannot open include file: 'Music2.h': No such file or directory
怎么處理

ID:484435 · 發表于 2019-4-29 09:36

謝謝分享

ID:468878 · 發表于 2019-4-29 12:07

還沒有玩過音頻啊！這個值得學習

ID:280994 · 發表于 2019-5-1 12:08

longxiuchun 發表于 2019-4-28 18:54
聲音處理部分代碼，純C語言，在電腦上編譯生成一個.exe可執行程序后，將音頻文件復制到與.exe同級目錄下， ...

我是用的codeblocks，mingw編譯器

ID:280994 · 發表于 2019-5-1 12:10

XiNanShan 發表于 2019-2-26 16:59
語音識別功能怎么實現的

沒有語音識別的功能，其實是拍手聲音控制的

ID:517235 · 發表于 2019-5-4 18:11

聲音那里是用什么程序轉換的呢

ID:552708 · 發表于 2019-8-1 00:08

還沒有玩過音頻啊！這個值得學習

ID:636039 · 發表于 2019-11-5 15:34

ws1336 發表于 2019-5-1 12:10
沒有語音識別的功能，其實是拍手聲音控制的

是不是拍手頻率越快，轉速越快了？？

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51單片機聲控+語音播報的小風扇制作

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