基于触摸屏和声控的爬步机控制器的设计

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翻新时间：2023-01-23

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基于触摸屏和声控的爬步机控制器的设计

1.引言

随着社会发展，技术进步，触摸屏越来越贴近我们的生活，而在工业产品中的发展趋势越来越人性化，人机交互越来越高级化，传统的按键方式已经不能满足人们的需求，在产品设计中加入触摸屏和声控等高级控制方式可以更好的为使用者服务。

2.控制系统硬件设计思路

爬步机控制器系统的硬件结构图如图1所示，单片机通过使用者按下触摸屏相应的按键信号或是声控芯片集到的声音信号对电机控制，实现爬步机的启动，停止，抬升，下降。

触摸屏的主要功能是控制和显示爬步机的运行状态，使用者通过屏上的虚拟按键对爬步机进行控制；声控芯片的作用是检测当前环境下的语音信号，并且把当前语音信号传递给控制芯片，本语音芯片会过自动滤一些无用的声音信号，提高声音判断精度；主控芯片的作用是接收触摸屏和声控芯片的信号，分析判断是否有用，然后对爬步机进行相应的控制。

2.1 控制芯片的设计

本控制器采用STC10L08XE芯片做控制芯片。该芯片3.3V电压供电，具有SCI，定时器，外部定时器等功能，成本低廉，使用方便，可以实现本控制器功能的要求。

2.2 声控芯片的设计

声控芯片采用LD3320声控模块，LD3320是ICRoute生产的基于非特定人语音识别技术的语音识别/声控芯片，不需要外接任何的辅助芯片如Flash、RAM、加密芯片等，直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。并且，识别的关键词语列表是可以任意动态编辑。

2.3 电机驱动电路设计 2.4 电源的设计 3.程序设计

3.1 触摸屏控制界面的设计

触摸屏界面直接面对用户，所以设计一个简介实用易于操作的界面对用户的操作体验起到一个很重要的作用。本系统的触摸屏设计界面如图2所示。

控制界面由启动、停止、抬升、下降、加速、减速、主动、被动按键组成，在主动模式下带动爬步带的电机是停止的，人靠自己的驱动爬步带达到锻炼身体的目的，在被动模式下，带动爬步带的电机的启动的，人在爬步机上顺着爬步带运动，达到锻炼身体的目的；使用者可以点击抬升和下降键来把爬步机调到一个合适的高度；加速和减速用来调节在被动模式下，爬步带的运行速度。

3.2 下位机程序设计

本系统单片机程序主要用C语言编写，下位机程序主要完成与触摸屏的串口通信，启动声控芯片并且得到声控芯片的声音信息，控制电机的正反转、停止和调节电机的转速的功能。程序流程图如图3所示。

4.小结

实验证明在爬步机中采用触摸屏和声控模块可以更好的实现对爬步机的控制，简单易于操作。