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1 AP7003簡介 AP7003是一款新型、低成本語音識別專用集成電路，內置有麥克風放大器、A/D轉換器、語音處理器和I/O控制器，經預處理后可識別12組不同的字詞，每組1.5秒時長，可連詞或單詞識別。AP7003包括AP7003-01(由CPU串行控制)和AP7003-02(由按鍵直接控制)兩種型號，且具有高度的I/O可編程性，使用簡單方便，可廣泛應用于玩具、識別轉控、自動答錄等領域。 AP7003的功能框圖如圖1所示。 · 內置麥克風放大器? · 內置A/D轉換器； · DIP40雙列直插式封裝； · 識別12組1.5秒時長字詞； · I/O口具有2個普通輸入、4個觸發輸入、2個輸出口(分別有4個和12個輸出)、2個LED驅動； · 指令優化以方便用戶使用； · 2.4V～4.5V工作電壓，且具備低功耗模式。 2 AP7003功能說明 AP7003具有兩種工作模式，即錄音模式和識別模式。在使用識別模式之前，應先將目標詞錄入芯片內。AP7003內有12個存儲體用于存儲12組不同的字句，每個存儲體可存儲1.5秒時長的字詞，可通過鍵盤或按程序編制的順序選擇存儲體錄入及存放目標詞。語音可通過外部麥克風或其它媒體錄入芯片內，經內部處理后以不同的數字特征信號保存于存儲體中。 目標詞錄入芯片內后即可將工作模式轉換到識別模式，工作時芯片將當前語音與事先已錄入存儲體的目標詞語音相比較，如果有語音特征相匹配，則在芯片的相應輸出端口輸出高電平或低電平。需要時可以將芯片編程為省電模式以節省電能，當有按鍵信號時芯片將被喚醒。 AP7003采用DIP40封裝，引腳功能如表1所示，其典型應用電路如圖2所示。 表1 AP7003引腳功能說明
3 AP7003-01的應用 AP7003-01可通過串行口與微控制器連接，應用圖如圖3所示. AP7003-01共有22個輸入指令和15個輸出指令，如表2所示。AP7003-01工作時序及時間定義如圖4所示。 系統上電后必須先給AP7003-01發清除指令Clear Word以清除12個存儲體內的內容，然后發出一個存儲指令(Store Word1～Store Word12之一)將目標詞錄入芯片相應的存儲體內。當LED1有效時?表示芯片準備好錄入目標詞。通過指令Set R_Model或Set R_Mode2可選擇兩種識別模式：Set R_Model為單詞識別模式，該模式下識別操作完成后?芯片進入省電狀態以等待新的指令；Set R_Mode2為連詞識別模式，該模式下識別操作完成后芯片返回語音錄入狀態。 進入語音識別狀態前必須通過指令Set R_Levell～Set R_Level4設置識別時要求的匹配度，Set R_Level4要求匹配程度最高，而Set R_Level1最低，可以根據經驗設定為中間某一個值。跟在一個Store Word1～12指令之后的Store Flag指令將前面錄入的語音存入指定的存儲體以作為目標詞。Clear Outputs指令用于清除A端口輸出狀態(POA1～POA12)。Shut Down指令將芯片轉入關閉模式以節省電能。 當數據格式或時序出現在串行數據(SERIAL DATA)輸入口PIT3、PIT2、PIT1時，芯片將發送錯誤代碼到串行數據輸出口POB4，同時將數據、時鐘發送到串行數據輸出口POB2、POB3。 指令Store Word1～12、Store Flag、Clear Word、Set R_Level1～4和Clear Outputs執行完成后芯片將輸出一個Done代碼。芯片每次執行完語音識別后，輸出一個匹配指示代碼(Match Word1～Match Word12或NO Match)。當有一個語音匹配時，LED2有效，如果PIM2被拉高(端口A使能)，則A端口相應的引腳變為有效。如果PIM1引腳被拉低，芯片的語音識別功能被禁止。 4 AP7003-02的應用 AP7003-02可以單獨使用，無需控制器，適合于用鍵盤直接控制。芯片有8鍵控制和12鍵控制兩種鍵盤操作模式，如圖5所示。各鍵及其功能見表3(a)、(b)。 表3(a) AP7003-02鍵盤模式
表3 b AP7003-2按鍵功能
上電后POB1～POB4均被置成低電平。當有鍵按下時，芯片按POB1→POB2→POB3→POB4的順序依次發出鍵盤掃描信號，掃描信號為16ms低脈沖加64ms間隔，且循環進行，按鍵信號從PIT1～PIT4輸入芯片。鍵盤陣列如表3(c)所示。 表3(c)AP7003-02鍵盤陣列
上電后12個存儲體在錄入目標詞之前必須首先清空。開始錄入目標詞時LED1及POA1～POA12之一(與所選擇的存儲體相對應的一個)有效，目標詞錄入到存儲體后芯片進入識別模式。 在識別模式初始狀態，只有LED1是有效的。識別完成后，如果沒有詞相匹配，LED1閃爍3秒鐘后回到識別模式初始狀態；如果有詞相匹配，LED2有效，與匹配詞所在存儲體相對應的POA輸出端口也有效。如果芯片被設置成自動模式(PIM2＝0)，則LED2及POA的輸出將在3分鐘后被清除，之后回到識別模式初始狀態。當PIM2＝0時，如果連續8分鐘沒有語音輸入芯片，將自動進入省電模式。 5 應注意的問題 ?1 語音識別電路對外部麥克風(MIC)的分貝值有一定的要求。使用經驗表明，本語音識別電路中選用56dB的麥克風可達到最佳效果。 ?2 語音識別前設置的匹配度是一個影響識別率高低的重要因素，在實驗過程中需要根據使用環境、使用要求等情況多次實驗才能確定最佳值。 ?3 AP7003的工作電壓為2.4V～4.5V。對于3V的應用系統，可直接使用；如果您的應用系統是5V工作電壓，建議通過一個二極管給AP7003供電，以保證系統長期穩定可靠地工作，也有利于降低系統功耗。 應用表明，AP7003使用簡單方便，具有較高的識別率，一般可達80%以上，是一款較好的語音識別芯片。 |
