妙趣横生的智能型声控娃娃
这里要介绍一款笔者制作成功的智能型声控娃娃，她不但可以和你开口说话，而且还能真正听懂你的话，你问什么问题她回答什么，不会答非所问，你仿佛不是和一个冷冰冰的玩具对话，而是和一个两三岁的小孩在交谈。这个神奇的玩具应用了语音识别和语音录放两项技术，所以娃娃的智商较高。语音集成电路有着蓬勃的生命力，目前正在不断发展扩大，逐渐渗透到人们的生活学习中，可以说前途无量。学习和掌握语音集成电路可以成为电子爱好者手中的又一把利器，只要读完此文你不但可以自己动手制作一个智能型声控娃娃，而且对移动电话的声控拨号功能、公共汽车上的自动报站器等语音技术不再感到神秘莫测。
工作原理：HL7003是语音识别电路，内部含有话筒放大器、A/D转换器、关键字存储器、语音处理器和I/O控制器等电路单元，它能识别12路语音命令，使用前要预先输入识别短语（时间不超过1.5秒），芯片将识别短语转化成数字信号存入专用存储器中，使用时使用者发出的语音命令和芯片内某一路存储的识别短语一致时相应的输出端输出高电平。APR9600是语音录放电路，录放时间为32~60秒，和外接振荡电阻R21的大小有关。当取40K时录放时间约48秒。APR9600芯片将声音信号以模拟量的方式存入专用的快闪存储器FLASHROM中，由于采用了模拟/多电平存储技术，可避免普通的数码录音电路A/D、D/A转化过程因量化和压缩而引起的失真，所以音质很好。并且非挥发快闪存储器不怕掉电，不会因为掉电使存储的语音丢失，录入的信息可保存100年，芯片直接推动喇叭发声输出功率约125mW。APR9600具有非常灵活的控制方法，可以通过设置24、25、9脚的电平来实现并行直接存取和串行顺序存取，这里接成并行四段，并行控制状态时各段时间均相同，所以每段12秒。分别触发M1~M4可以分别播出四段内录入的内容。你只要将小问题作为语音识别电路的识别关键词，答案作为语音录放电路的录音。这样你只要提出不同的小问题，经识别电路识别后相应的输出端通过接口电路触发录音电路发出正确答案的录音。表中是笔者设计的问题和答案以供制作时参考。
使用方法：语音识别电路和语音录放电路使用前都要预先录制，使用时先按 住K1键，K1键是语音录放电路的停止键按住K1使录放电路不工作，可防止录放电路对语音识别电路预录关键词时产生干扰。按一下K2键可以清除HL7003芯片内原先所有的语音识别关键词的记忆单元内容并进行第1路关键词的录入，此时LED1点亮，POA1端口跳变成高电平，立即对话筒说出识别关键词，LED1闪烁一次，POA1端口变成低电平，再对话筒重复关键词，LED2点亮，POA1再跳变成高电平，表示第1路录入识别关键词成功。按一下K6表示进行下一路识别关键词输入……直至12路全部输入完毕。接下来对语音录放电路进行录制，将K3扳到录音位置，此时K3－2接通话筒回路，K3－1使RE端接低电平置0，芯片进入录音状态，这时将M1对地接通即听到“嘀”的一声表示可以进行第一段的录音，将MI对地断开时又听到“嘀”的一声表示录音结束，用同样的方法可以进行其余三段的录音。录制完毕后将K3扳至放音位置，话筒回路断开不工作，RE端通过电阻接高电平置1，芯片为放音模式，话筒回路只要接通电源就会消耗一定的电流，实测约0.3mA影响电池的寿命，所以加入一只双刀开关可以避免电池无谓的消耗。按一下K4可以使识别电路进入关闭模式，按一下K5可以使识别电路进入识别模式，录放电路在放音完毕后自动进入关闭模式，电路在关闭模式时基本不耗电。
元件选择：C10是记忆电容，HL7003芯片内部采用的是挥发性存储器，所以芯片断电后所记忆的关键词会丢失。C10中储存的电能能维持芯片内的记忆内容数天不丢失，C10可以向郑州东明电子商店邮购
制作要点：优秀的电路只有放在合适的外壳里才真正具有实用性，笔者挑选了 一个市售的玩具塑料娃娃，玩具塑料娃娃的内部空间很小，如果按照传统办法制作印刷电路板不但繁琐而且还装不进玩具内，所以笔者制作时采用“搭焊法”采用搭焊法制作电路时无需电路板方便、快速，而且制作完成后的电路体积小、重量轻特别适合在一些小型机壳内加装功能电路。搭焊法的要点是首先选择元件时要选小型化元件，在满足电路要求时电阻可用1/16W、电解电容选用超小型的，因为在集成电路周围搭接时空间有限，用体积较大的元件时比较困难，其次元件的引脚要足够长，搭焊法是利用元件的引线来代替印刷电路板的，元件引脚太短就无法完成搭接，所以最好用新元件。还有要注意元件间的受力分布，采用搭焊法时可以以集成电路为核心，其余元件可以在核心元件四周搭接，语音电路属于大规模COMS集成电路，静电漏电会损坏集成电路所以一定要使用插座，只有在电路制作完成后再将芯片插到插座上。电路制作完成后装入玩具内部时应用热溶胶加以粘固。
电路特点：细心的读者不难发现HL7003能够识别12路语音命令，这里将HL7003的输出端每三路并联成一路，所以仅为四路，其实APR9600最多可分成并行八段，所以需要的话完全可以让娃娃回答八个问题，并且还有四路语音命令空闲。笔者这样设计的目的是一来简化电路，第二提高识别电路的成功率，同一个人说同一句话时也会存在语速和语调的差异，有时会造成识别困难，所以在录制同一语音命令时有意稍稍改变语速和语调，这样可大大提高识别成功率。在识别状态时，当外界声音信号大于一定幅度时芯片自动进行识别，识别成功会输出相应的电平信号并且LED2会点亮，LED1在闪烁状态时表示本次识别失败，约3秒后LED1恢复成常亮状态时表示此时可以继续进行语音识别。识别芯片的输出为锁存方式，当识别成功后输出端就一直保存输出状态，如果要继续进行识别就要再按一下K5识别按键，HL7003的PIT1~PIT4端口的输入阻抗很高，很容易受到外界干扰，受到干扰时会延时十秒后自动进入识别模式，所以连接开关时引线应尽可能短，如果仍不能排除干扰可以将引线换成屏蔽线（屏蔽层接地）笔者利用芯片的这一特性设计了由R1、光电耦合器组成的连续识别电路，当识别成功时，LED2引脚变成低电平，光电耦合器导通，由于芯片内部响应速度很快，所以光电耦合器实际处于微导通状态，等效为PIT2端口受到一个干扰，延时十秒后会自动进入识别模式。
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