3 系统硬件电路设计
3.1 微控制核心方案选型及电路
系统采用ARM Cortex M3内核ST公司的32位高性能单片机STM32F103C8T6 为控制核心，该芯片可以达到72 MHz的工作频率，内置高速存储器（64 KB的闪存和20 KB的SRAM），拥有丰富的I/O口资源和链接到两条APB 总线的外设。包括了12 b 的ADC、通用16 b 的定时器、还包括I2C、SPI、USART、USB、CAN等总线或串行通信接口，片内资源和扩展接口都十分丰富，该微控制核心是专门设计于满足高稳定性、低功耗、实时性、高性价比的嵌入式产品应用。该内核芯片可以满足非特定人语音识别的功能要求，利用相关电路构成STM32F103C8T6 的最小系统，在硬件PCB 中还集成了功能引针输出接口、SD卡接口、USB下载调试电路，用户按键、电源电路等，核心系统电路图如图3所示，配合其他外围扩展达到功能要求。
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3.2 非特定人语音识别方案选型及电路
本系统中选用IC Route公司生产的LD3320非特定人语音识别芯片，该芯片是非特定人语音识别的专用芯片，内部已经集成了语音识别处理器和一些信号调制电路，拥有高性能的A/D转换器、D/A转换器、麦克风音频信号输入接口、音频解码输出接口等，用户只需要用软件编辑好待识别的关键词列表，LD3320最大可以支持50 条关键词句，把这些列别以字符的形式传送到芯片中，就可以对待识别的语音信号进行近似度分析，识别后输出结果。
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LD3320 整体工作电路如图4 所示，总体上可以把电路图分为8个部分，分别是LD3320基础外围电路、电源电路、外部晶体振荡器电路、麦克风信号处理电路、去耦合滤波电路、解码音频去直流成分电路、功能引针输出电路、状态信号指示电路。语音识别单元对于电源供电电路的要求较高，电路中注重对供电纯净度的要求，由系统中的LDO芯片LM1117-3.3 V为语音识别系统供电，加上电感、电容为供电进行滤波，RSTB为LD3320复位引脚，连接到主控制器进行复位控制。LD3320支持并行数据通信和串行数据通信，在本系统设计中考虑对主控I/O 资源的占用问题，故而选用串行通信方式对LD3320 进行数据传送和控制，LD3320 的MD 引脚通过上拉电阻钳位为高电平。SPI总线的SDI、SDO、SDCK和SCS引脚连接到主控芯片对应引脚。INTB为中断信号引脚，遇到识别结果输出或者是内部音频文件解码完成等状态，该引脚会对应输出电平状态通知主控。MBS引脚作为麦克风偏置电压输入，连接了RC电路，保证产生一个浮动电压供给麦克风信号。
4 系统软件功能设计
4.1 语音识别软件设计
系统主控上电后首先进行各项初始化，包括LD3320 需要的8M 时钟信号，由STM32 初始化后输出8M 频率供给LD3320使用，初始化STM32内部时钟、SD卡文件系统、SPI相关寄存器、SDIO数据初始化、中断设置等等。经过初始化后SD 卡文件系统会在SD 卡中寻找system.ini配置文件，将里面的字段进行拆分后提取，送给LD3320相关寄存器，随后把关键字句列表和长度信息传送给LD3320并启动识别过程，当识别成功后串口会发出响应的返回值参数，并且按照用户需求可以指定需要解码的音频文件，经过LD3320进行MP3文件解码输出，程序流程图如图5所示。
