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ASR PRO语音识别系列教程——ASRPRO和其它单片机串口通讯范例

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发表于 2023-1-16 18:04:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 陈哲东 于 2023-1-17 10:56 编辑

概述:
             1. ASRPRO有3组串口,UART0 预留为程序升级接口,方便后期升级。如需和其它 MCU 通讯建议使用 UART1 或者 UART2。
             2. ASRPRO IO口为3.3V电平,为了可靠性,建议设置TX、RX引脚内部上下电阻无效,同时设置TX为开漏模式,外接上拉电阻到5V,串联电阻,电路示意图如下所示:
图片1.png
Arduino UNO(5V单片机)
电路连接:
图片2.png
范例1:ASRPRO语音发送串口控制Arduino执行动作
ASRPRO端程序
图片3.png

Arduino端程序
#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

String value;

#define LED_PIN   13
#define RELAY_PIN 12

void setup() {
  // Open serial communications and wait for port to open:
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
  }

  mySerial.begin(9600);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
}

void loop() { // run over and over
  if (mySerial.available()) {
    value = (mySerial.readString());
    Serial.println(value);
    if (value == "LED ON")
    {
      digitalWrite(LED_PIN,HIGH);
    }
    else if (value == "LED OFF")
    {
      digitalWrite(LED_PIN,LOW);
    }
    else if (value == "RELAY ON")
    {
      digitalWrite(RELAY_PIN,HIGH);
    }
    else if (value == "RELAY OFF")
    {
      digitalWrite(RELAY_PIN,LOW);
    }
  }
}

程序效果:
            通过用“天问五幺”语音唤醒后,分别说测试语音“打开灯光”、“关闭灯光”、“打开继电器”、“关闭继电器”,Arduino端接收到串口命令后会执行对应引脚的控制和串口打印。
图片4.png

范例2: Arduino发送串口控制ASRPRO播放语音
ASRPRO端程序
图片5.png

Arduino端程序
#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX
void setup() {
  mySerial.begin(9600);
}
void loop() { // run over and over
  mySerial.print("TempAdd");
  delay(5000);
  mySerial.print("TempSub");
  delay(5000);
}

程序效果:
          Arduino端间隔5秒串口发送“TempAdd”、"TempSub",ASRPRO接收到串口命令后会马上唤醒自动播报语音“温度增加一度”、“温度减小一度”。

STC(5V单片机)
电路连接:
图片6.png
         本案例以P5_0为RX,P5_1为TX举例。P5_0与ASR PRO的TX连接,也就是接在PB7,P5_1与ASR PRO的RX连接,也就是接在PC0,注意STC8的电源插脚接到5V,GND引脚互相连接。

范例:ASRPRO与STC8进行串口通讯语音控制STC8板载灯
ASRPRO端程序
7CE981F5-18E0-485b-8A86-4A940CCCA5B9.png
图片9.png

STC8端程序
图片21.png

程序效果:
          通过用“天问五幺”语音唤醒后,分别说测试语音“打开板载灯”、“关闭板载灯”控制STC8板载灯亮灭。

S
TM32(3V单片机)
电路连接:
图片7.png
      ASRPRO的PB7(TX)引脚接STM32的A10(RX)引脚,PC0(RX)引脚接STM32的A9(TX)引脚。

范例1:ASRPRO语音发送串口控制STM32执行动作
ASRPRO端程序
6.png
图片9.png

STM32部分程序
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
u16 USART_RX_STA=0;                         //接收状态标记
static u16 fac_ms = 0;
int main(void)
{   
    LED_Init();
    MyUSART_Init();
    delay_init();
    while(1)
    {
    }   
}

usart.c
v#include "usart.h"
#include "led.h"

//重定向C库函数printf到串口,重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch,FILE *f)
{
    /* 发送一个字节数据到串口 */
    USART_SendData(USART1,(uint8_t) ch);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    return (ch);
}
//重定向C库函数scanf到串口,重写向后可使用scanf、getchar等函数
int fgetc(FILE *f)
{
    /* 等待串口输入数据 */
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}
void MyUSART_Init()
{
    /* 定义GPIO、NVIC和USART初始化的结构体 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    /* 使能GPIO和USART的时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
    /* 将USART TX(A9)的GPIO设置为推挽复用模式 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    /* 将USART RX(A10)的GPIO设置为浮空输入模式 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

    /* 配置串口 */
    USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;                                        //波特率了设置为9600
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;   //不使用硬件流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;                     //使能接收和发送
    USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;                               //不使用奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;                            //1位停止位
    USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                       //字长设置为8位
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);   

    /* Usart1 NVIC配置 */
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);                 //设置NVIC中断分组2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    /*初始化串口,开启串口接收中断 */
    USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
    /* 使能串口1 */
    USART_Cmd(USART1,ENABLE);

}
/* USART1中断函数 */
void USART1_IRQHandler(void)
{
    uint8_t ucTemp;                                         //接收数据
    if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)
    {      
        ucTemp = USART_ReceiveData(USART1);
        USART_SendData(USART1,ucTemp);
        if(ucTemp == 0x32)
        {
            LED_ON();
        }
        if(ucTemp == 0x33)
        {
            LED_OFF();
        }
    }
}
/* 发送一个字节 */
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)
{
    /* 发送一个字节数据到USART */
    USART_SendData(pUSARTx,ch);

    /* 等待发送数据寄存器为空 */
    while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);  
}
/* 发送字符串 */
void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)
{
    unsigned int k=0;
  do
  {
      Usart_SendByte( pUSARTx, *(str + k) );
      k++;
  } while(*(str + k)!='\0');

  /* 等待发送完成 */
  while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET)
  {}
}

}

led.c
#include "led.h"
void LED_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);    //使能B端口时钟
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         //推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);    //初始化GPIOB
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);
//  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
}
void LED_OFF(void)
{
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);
}
void LED_ON(void)
{
    GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);
}

程序效果:
         通过用“天问五幺”语音唤醒后,分别说测试语音“打开灯光”、“关闭灯光”,STM32端接收到串口命令后会执行对应引脚的控制和串口打印,“2”代表打开,“1”代表关闭。

范例2:STM32串口发送控制ASRPRO播报语音
ASRPRO端程序
图片11.png
图片12.png

STM32部分程序
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"

u16 USART_RX_STA=0;                         //接收状态标记
static u16 fac_ms = 0;
//void delay_init(void);
//void delay_ms(u16 nms);
int main(void)
{   
    LED_Init();
    MyUSART_Init();
    delay_init();
    while(1)
    {
        Usart_SendString( USART1,"LED ON");
        LED_ON();
        delay_ms(5000);
        Usart_SendString( USART1,"LED OFF");
        LED_OFF();
        delay_ms(5000);
    }   
}

usart.c
#include "usart.h"
#include "led.h"

//重定向C库函数printf到串口,重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch,FILE *f)
{
    /* 发送一个字节数据到串口 */
    USART_SendData(USART1,(uint8_t) ch);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    return (ch);
}
//重定向C库函数scanf到串口,重写向后可使用scanf、getchar等函数
int fgetc(FILE *f)
{
    /* 等待串口输入数据 */
    while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
    return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}
void MyUSART_Init()
{
    /* 定义GPIO、NVIC和USART初始化的结构体 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    /* 使能GPIO和USART的时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
    /* 将USART TX(A9)的GPIO设置为推挽复用模式 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    /* 将USART RX(A10)的GPIO设置为浮空输入模式 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

    /* 配置串口 */
    USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;                                        //波特率了设置为9600
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;   //不使用硬件流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;                     //使能接收和发送
    USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;                               //不使用奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;                            //1位停止位
    USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;                       //字长设置为8位
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);   

    /* Usart1 NVIC配置 */
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);                 //设置NVIC中断分组2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    /*初始化串口,开启串口接收中断 */
    USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
    /* 使能串口1 */
    USART_Cmd(USART1,ENABLE);

}
/* USART1中断函数 */
void USART1_IRQHandler(void)
{
    uint8_t ucTemp;                                         //接收数据
    if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)
    {      
        ucTemp = USART_ReceiveData(USART1);
        USART_SendData(USART1,ucTemp);
        if(ucTemp == 0x32)
        {
            LED_ON();
        }
        if(ucTemp == 0x31)
        {
            LED_OFF();
        }
    }
}

/* 发送一个字节 */
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)
{
    /* 发送一个字节数据到USART */
    USART_SendData(pUSARTx,ch);

    /* 等待发送数据寄存器为空 */
    while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);  
}
/* 发送字符串 */
void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str)
{
    unsigned int k=0;
  do
  {
      Usart_SendByte( pUSARTx, *(str + k) );
      k++;
  } while(*(str + k)!='\0');

  /* 等待发送完成 */
  while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)==RESET)
  {}
}

程序效果:
         STM32端间隔一段时间串口发送“LED ON”、"LED OFF",ASRPRO接收到串口命令后会马上唤醒自动播报语音“灯光已打开”、“灯光已关闭”。

ESP32(3V单片机)
电路连接:
图片13.png
         掌控板的P15引脚的TX,接ASR PRO的RX,也就是接在PB6;P16引脚接到ASR PRORX引脚(PB5),两者的3V引脚互相连接,GND引脚互相连接。

范例:ASR PRO与掌控板进行串口通讯;编写一个程序,通过ASR PRO控制掌控板的板载RGB灯显示不同的颜色。
ASR PRO端程序
Snipaste_2023-01-17_09-53-58.png
图片15.png

掌控板端程序
图片16.png

micro:bit(3V单片机)
电路连接:
图片17.png
           在进行串口通信时,两个设备进行双向通信,此时两个设备的RX和TX要交错连接。例如Micro:bit,定义P16为RX口,则要接到ASR PRO的TX上,也就是PA2。Micro:bit的P16引脚的RX,接ASR PRO的TX,也就是接在PA2;P12引脚接到ASR PRO的RX引脚(PA3),两者的3V引脚互相连接,GND引脚互相连接。

范例:ASR PRO与Micro:bit进行串口通讯
ASR PRO程序
Snipaste_2023-01-17_10-01-50.png
图片18(1).png
图片19.png

Micro:bit程序
图片20.png

程序效果:
        按下micro:bit的AB按键,通过串口可以给ASR PRO发送字符串hello和world;当ASR PRO接收到后,就会回复对应的语音;当对ASR PRO说出“打开灯光、关闭灯光”时,ASR PRO和micro:bit的串口信息会显示在micro:bit的点阵屏上。
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