新型语音识别电路AP7003及其应用
AP7003简介
AP7003是一款新型、低成本语音识别专用集成电路，内置有麦克风放大器、A/D转换器、语音处理器和I/O控制器，经预处理后可识别12组不同的字词，每组1.5秒时长，可连词或单词识别。AP7003包括AP7003-01(由CPU串行控制)和AP7003-02(由按键直接控制)两种型号，且具有高度的I/O可编程性，使用简单方便，可广泛应用于玩具、识别转控、自动答录等领域。
AP7003的功能框图如图1所示。
其主要特性如下： · 内置麦克风放大器 · 内置A/D转换器； · DIP40双列直插式封装； · 识别12组1.5秒时长字词；
· I/O口具有2个普通输入、4个触发输入、2个输出口(分别有4个和12个输出)、2个LED驱
动；
· 指令优化以方便用户使用；
· 2.4V～4.5V工作电压，且具备低功耗模式。
2 AP7003功能说明
AP7003具有两种工作模式，即录音模式和识别模式。在使用识别模式之前，应先将目标词录入芯片内。AP7003内有12个存储体用于存储12组不同的字句，每个存储体可存储1.5秒时长的字词，可通过键盘或按程序编制的顺序选择存储体录入及存放目标词。语音可通过外部麦克风或
其它媒体录入芯片内，经内部处理后以不同的数字特征信号保存于存储体中。
目标词录入芯片内后即可将工作模式转换到识别模式，工作时芯片将当前语音与事先已录入存储体的目标词语音相比较，如果有语音特征相匹配，则在芯片的相应输出端口输出高电平或低电平。
需要时可以将芯片编程为省电模式以节省电能，当有按键信号时芯片将被唤醒。 AP7003采用DIP40封装，引脚功能如表1所示，其典型应用电路如图2所示。
表1 AP7003引脚功能说明
引脚号 1 2 3 引脚名称 PORES GNDD LED1 功能说明 清除A输出口（POA）输出状态，高有效 数字地 驱动LED，低有效，可编程用于指示语音录音的状态 驱动LED，低有效，可编程用于指示语音识别的结果 Ｂ输出口，可编程用于键盘驱动识别的结果 低脉冲触发输入，内部有上拉电阻，可编程用于键盘输入 数字电源 通过电容接地，对内部电压进行滤波 振荡频率控制，通过56KΩ电阻接地 普通输入引脚，可编程用于芯片工作模式控制：17、18 PIM1、PIM2 PIM1＝1时，芯片具有识别功能；PIM2＝1时，A端口可以输出。反之不能 进行识别或A端口不能输出 19 20 21 22 23 24 TEST POSL GNDA TREF A2OUT A1IN 测试端，芯片出厂时测试用 对A输出口有效电平进行选择：高时A口高有效；低时A口低有效 模拟地涑隹谟行У缙浇 语音输入门限控制端 第二级放大器输出端 第一级放大器负输入端 4 8～5 12～9 13 14 15 LED2 POB1～POB4 PIT1～PIT4 VDDD CAPV OSC1
26 27 28 29～40 16、25 A1OUT MICP VDDA POA1～POA12 NC 第一级放大器输出端 电子麦克风电源供应端 模拟电源 A输出口，可编程用于语音录入/语音识别对的存储体指示 未用引脚 3 AP7003-01的应用
AP7003-01可通过串行口与微控制器连接，应用图如图3所示.
AP7003-01共有22个输入指令和15个输出指令，如表2所示。AP7003-01工作时序及时间定
义如图4所示。
系统上电后必须先给AP7003-01发清除指令Clear Word以清除12个存储体内的内容，然后发出一个存储指令(STore Word1～Store Word12之一)将目标词录入芯片相应的存储体内。当LED1有效时表示芯片准备好录入目标词。通过指令Set R_Model或Set R_Mode2可选择两种识别模式：Set R_Model为单词识别模式，该模式下识别操作完成后芯片进入省电状态以等待新的指令；Set R_Mode2为连词识别模式，该模式下识别操作完成后芯片返回语音录入状态。
进入语音识别状态前必须通过指令Set R_Levell～Set R_Level4设置识别时要求的匹配度，Set R_Level4要求匹配程度最高，而Set R_Level1最低，可以根据经验设定为中间某一个值。跟在一个Store Word1～12指令之后的Store Flag指令将前面录入的语音存入指定的存储体以作为目标词。Clear Outputs指令用于清除A端口输出状态(POA1～POA12)。Shut Down指令将芯
片转入关闭模式以节省电能。
当数据格式或时序出现在串行数据(SERIAL DATA)输入口PIT3、PIT2、PIT1时，芯片将发送错误代码到串行数据输出口POB4，同时将数据、时钟发送到串行数据输出口POB2、POB3。 指令Store Word1～12、Store Flag、Clear Word、Set R_Level1～4和Clear Outputs执行完成后芯片将输出一个Done代码。芯片每次执行完语音识别后，输出一个匹配指示代码(Match Word1～Match Word12或NO Match)。当有一个语音匹配时，LED2有效，如果PIM2被拉高(端口A使能)，则A端口相应的引脚变为有效。如果PIM1引脚被拉低，芯片的语音识别功能被禁
止。
4 AP7003-02的应用
AP7003-02可以单独使用，无需控制器，适合于用键盘直接控制。芯片有8键控制和12键控制
两种键盘操作模式，如图5所示。各键及其功能见表3(a)、(b)。
表3(a) AP7003-02键盘模式
Modey Key NO. 1 2 3 4 5 8Key PIM1＝0 Store Word Word Up Word Down Set R_Level1 Set R_Level2 12Key PIM1＝1 Store Word1 Store Word2 Store Word3 Store Word4 Store Word5
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