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介绍了基于单片机STC15的简易智能家居系统的软硬件设计。通过XFS5152CE模块实现语音识别和语音播放功能，采用热敏电阻MF52-3950及其相关电路来测量温度，通过12864液晶显示模块来显示系统数据，通过按键来设置温度的阈值，通过继电器等对各种电器设备进行控制，该系统具有一定的实用价值。 磷肥与复肥
1 系统总体结构
利用语音识别与控制技术实现对家用电器的控制是智能家居的研究热点。通过语音控制技术，能够更有效地进行人机通讯，提高家居的便利性。（贾小龙，基于语音控制技术的智能家居控制系统设计：中国设备工程，2018）这里提出了基于语音识别技术的简易智能家居系统，该系统可以通过语音对各种电器设备进行控制，给家居生活提供更加便利的生活环境。
该系统以STC15为整个系统的核心处理器，通过XFS5152CE模块实现语音识别和语音播放功能。各种传感器采集环境中的各种状态，如温度、湿度、有害气体浓度等。STC15负责接收语音识别信息、传感器信息、键盘信息，经过处理，控制各种电器设备。控制电器设备的方式有多种，本系统实现了通过继电器的开关来控制电器的开关，通过PWM信号来控制风扇的转速。
黄可龙
2 硬件设计
本简易智能家居系统采用STC15单片机作为微控制单元，MF52热敏电阻模块组成温度测量电路，单片机读取温度数值，并能通过LCD模块进行温度显示。用户可以通过键盘模块输入密码及阈值温度，单片机根据当前的温度及阈值温度来控制电机的转速，进而控制风扇的转速。用户通过语音模块XFS5152CE模块来控制当前系统处于正常运行、暂停或停止状态，同时播报系统所处的状态。时钟模块用于记录实时时钟，采用PCF8563来实现（图1）。
2.1 单片机控制模块
单片机最小系统以STC15W1K16S为核心，并由复位、晶振和电源这三部分电路构成。STC15W1K16S是宏晶科技公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含16KB的可反复擦写的程序存储器和1KB的随机存取数据存储器，采用增强型8051内核，速度比传统8051快7～12
倍，采用低功耗设计，有低速模式、空闲模式及掉电模式。
图1 简易智能家居系统框图
2.2 语音识别电路XFS5152CE模块
XFS5152CE芯片是科大讯飞股份有限公司推出的一款高集成度的语音合成芯片，可实现中文、英文语音合成；并集成了语音编码、解码功能，可支持用户进行录音和播放；除此之外，还创新性地集成了轻量级的语音识别功能。（伍森，基于XFS5152CE的CAN总线声光报警系统设计：电子世界，2017）
XFS5152CE芯片的工作电压为3.3V，支持UART、I2C、SPI三种通讯方式。本系统中，单片机通过串
口与XFS5152CE进行通讯。将芯片管脚BAUD1接地，芯片管脚BAUD2接高电平，以设置串口通讯的波特率为9600bps。
2.3 MF52温度传感模块
如图2所示，为MF52温度传感模块的结构图，其中R7为MF52型B值为3950的热敏电阻。R1与R7串联电路分压后的模拟量输入到8位AD PCF8591，单片机通过I2C接口来读取相应的AD
数值。
图2 MF52温度传感模块
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MF52型热敏电阻器是采用新材料、新工艺生产的小体积的树脂封型NTC热敏电阻器，具有高精度和快速反应等优点。在使用过
糖化酶• 132
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程中，我们需查阅datasheet，不同温度下MF52热敏电阻对应的阻值，再将阻值换算成AD 转换后的数值，以供单片机程序使用。AD 数值与RT
阻值之间的关系如下：
2.4 LCD12864液晶显示系统
LCD12864是一块图形点阵液晶显示模块，有128个列点x64个行点。（张立萍，基于单片机的LED 花样照明时钟设计：赤峰学院学报(自然科学版)，2018）显示时每个英文字母占16个行点8个列点，每个汉字占16个行点16个列点。LCD12864具有功耗低、对比度可调、耐用、易操作等特点。屏显对比度可由滑动变阻器进行相应的调节。
单片机通过如下的信号来控制液晶显示系统：并行数据口DB0～DB7，RS 指令数据选择信号（低电平写指令，高电平写数据），RW 读写选择信号（低电平是写，高电平是读），E 并行使能信号，RST
复位信号。
图3 按键电路
2.5 键盘模块
由于本系统用到的按键比较多，为了减少单片机IO 口的占用，将按键排列成矩阵的形式，采用行列扫学周刊
描法来实现。本系统所使用的按键有0～9，退格，取消，确认，功能，上，下。按键电路如图3所示，共占用了9个单片机的IO 口（K_PA0对应的按键没有被用到）。2.6 电机模块TB6612
TB6612FNG 是基于MOSFET 的H 桥集成电路，其效率高于晶体管H 桥驱动器，双通道输出，可同时驱动两个电机。TB6612FNG 每通道输出最高1.2A 的连续驱动电流；4种电机控制模式：正转/反转/制动/停止；PWM 支持频率高达100KHz 。（王建平，卢杉，武欢欢，TB6612FN 在直流电机控制设计中的应用：电子设计工程，2010）
本系统设计中，是通过TB66612FNG 来驱动风扇，由于只用到一个风扇，所以只需要用到TB6612FNG 中的一组电路。单片机STC15通过控制AIN1，AIN2，PWMA 即可以控制风扇的运行，停止及速度的快慢。
3 软件设计
本系统共有两组显示界面，一是密码显示界面，二是正常工作界面。开机后，进入的是密码界面，当输入正确的密码或者语音识别到“开始”后，就可以进入正常工作界面。在正常界面中，系统可以采集热敏电阻模块的数值以获得当前的温度，通过按键可以调
后，进行温度采集、风扇控制、语音播报控制。
图5 系统实物图
4 结语
本文提出了基于语音控制技术的简易智能家居系统的设计方案，主要通过XFS5152CE 模块进行语音的识别与播报，并通过串口与单片机STC15W1K16S 通信，单片机通过接收到的语音识别数据及读取各种传感器的状态来控制各种电器，具有一定的实用价值。
作者简介：陈梅芬（1985—），女，汉族，福建泉州人，硕士，助教（中级工程师），主要研究方向为嵌入式系统设计、基于视频编解码及图形图像处理的数字芯片设计。
图4 主程序流程图
整上限阈值温度与下限阈值温度，当前温度若低于下限温度，风扇不转；当前温度大于等于下限温度并且小于上限阈值温度，风扇低速转动；当前温度大于等于上限温度，风扇高速转动。当温度大于等于上限温度时，系统会通过语音播报来高温预警。在正常工作界面状态，可以通过语音识别“停止”与“暂停”来改变工作状态。
本系统可以实时地显示当前的时间。
由于本系统所要控制的模块比较多，有的模块需要比较实时地控制，有的模块并不需要很及时地处理，因而使用了一个定时器进行系统时钟的控制。定时器进行1ms 的设定，在定时器中断函数时，对1ms,10ms,100ms,200ms,1s 进行置1，在main 函数的循环里，根据需要，将不同的任务放在不同的时间间隔来处理，并且当检测到这些时间标志为1时会对这些时间标志进行置0。
火龙疗法如图4所示，为主程序的流程图，在系统初始化里实现了对各个模块的初始化，当检测到100ms 时间到了以后，进行按键处理、语音识别、实时时钟读取、液晶显示；当检测到200ms 时间到了以
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