[发明专利]一种智能声控电子仪表台的控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种智能声控电子仪表台的控制系统，其特征在于：包括STM32ARM微控制器、TFT液晶屏幕、模数转换器ADC、放大/衰减电路、键盘模块、运放电路、示波器探头、R/V表笔头、树莓派、74HC4051多路分配器、音箱和麦克风mic，所述STM32ARM微控制器，用于接收处理信息并通过程序控制的相应的引脚输出发送控制指令；

所述TFT液晶屏幕，用于STM32ARM微控制器接收到数据并经过处理后通过程序控制的相应的引脚输出到TFT液晶屏幕显示所采集到的数据；

所述示波器探头，用于对测到的数据经过运放电路进行处理，将处理后的数据通过ADC传送给STM32ARM微控制器；R/V表笔头，用于R/V表笔头测到的数据经过放大/衰减电路处理，将处理后的数据通过ADC传送给STM32ARM微控制器；

所述运放电路，用于对示波器探头发送的电信号进行放大并稳定电信号；

所述放大/衰减电路，用于对R/V表笔头的电信号进行放大或衰减；

所述树莓派连接麦克风Mic圆形阵列和音箱，麦克风Mic进行录音，音箱进行声音反馈，通过Snowboy的唤醒词检测引擎，把树莓派唤醒进行录音，录音完成后，将树莓派录取的录音发送到百度语音识别的HTTP接口上进行识别并转换成文本模式，树莓派发送字符到STM32ARM微控制器的串口上，STM32ARM微控制器接收到不同字符自动执行切换功能的指令，R/V表笔头测到的数据经过放大/衰减电路处理通过模数转换器ADC传送给STM32ARM微控制器，STM32ARM微控制器把经过放大/衰减电路处理并通过模数转换器ADC传送的数据显示到TFT液晶屏幕，键盘模块通过模数转换器ADC与单片机连接，示波器探头把测到的波形信号经过运放电路处理通过模数转换器ADC传送给STM32ARM微控制器，STM32ARM微控制器把经过运放电路处理并通过模数转换器ADC传送的数据显示到TFT液晶屏幕上。

2.根据权利要求1所述的一种智能声控电子仪表台的控制系统，其特征在于：STM32ARM微控制器采用以ARMCortex-M3为内核系统的STM32 ARM微控制器F103ZET6单片机，该内核系统时钟频率高达72MHz，具有单周期硬件乘法和除法，内置高速存储器，具有增强I/O端口和联接到两条APB总线到外设，STM32ARM微控制器F103ZET6单片机还具有64KB、SRAM、512KBFLASH、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA控制机、3个SPI、1个IIC、5个串口、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口、1个FSMC接口以及112个通用IO口。

3.根据权利要求1所述的一种智能声控电子仪表台的控制系统，其特征在于：TFT液晶屏幕作为人机交互界面，移入嵌入式图形界面UCGUI，TFT液晶屏幕分辨率是240×320，所述键盘采用独立式按键。

4.根据权利要求1所述的一种智能声控电子仪表台的控制系统，其特征在于：树莓派采用ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100以太网接口，可连接键盘、鼠标和网线，具有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口。

5.根据权利要求1所述的一种智能声控电子仪表台的控制系统，其特征在于：麦克风mic采用6Mic圆形阵列模块，基于Raspberry Pi的SPI接口6Mic圆形阵列套件可用于AI和语音应用的Raspberry Pi的四通道麦克风扩展板，其中，前六个麦克风输入通道录音，其他2个输入通道是回采通道，输出通道中前2播放输出通道，其余6输出通道为虚拟输出通道。

6.根据权利要求1所述的一种智能声控电子仪表台的控制系统，其特征在于：模数转换器ADC采用ADS830E是一个高速CMOSA/D转换器，它采用流水线转换器架构，内部6个阶段组成；每个阶段数据都反馈到误差校正逻辑电路模块，以降低化误差；输出数据在时钟的上升沿有效；ADS830E组成的电路可用于制作数字示波器。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种智能声控电子仪表台的控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

单片机控制步骤：STM32ARM微控制器初始化并通过按下程序控制的相应的按键或者识别语音控制指令进行相应反馈操作就可以控制单片机模式的选择和接收输入的数据；

数据采集步骤：R/V表笔头测到的数据经过放大/衰减电路处理，将处理后的数据通过ADC传送给STM32ARM微控制器；示波器探头对测到的数据进行放大并稳定处理，将处理后的数据通过ADC传送给STM32ARM微控制器；

数据显示步骤：STM32ARM微控制器接收到数据并经过处理后通过程序控制的相应的引脚输出到TFT液晶屏幕显示所采集到的数据；

树莓派控制步骤：通过Snowboy的唤醒词检测引擎，把树莓派唤醒进行录音，录音完成后，将录音发送到百度语音识别的HTTP接口上进行识别并转换成文本模式，树莓派发送字符到STM32ARM微控制器的串口上，STM32ARM微控制器会根据接收到的不同字符自动执行切换功能的指令，用语音指令来控制STM32 ARM微控制器。