STM32与LD3320语音识别模块串口交互，实现语音控制继电器

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实现目标

• LD3320模块将识别结果通过串口发送至STM32；
• STM32利用cJSON解析识别结果并动作。

我们继续在上文口令模式的Demo示例程序基础上，实现本文的目标。
上文链接如下：

语音识别LD3320模块控制LED和舵机

改造STC工程

将识别结果以JSON字符串的形式输出

只留五句PrintCom串口输出，对应五个命令：

cJSON相关知识参考阅读：
Keil环境下STM32工程加入cJSON
用cJSON解析心知天气返回的数据包

编译程序并下载程序至LD3320模块中

程序编译没有错误之后，将编译结果下载至LD3320模块中验证程序是否正确。

LD3320串口输出测试

测试四个口令，查看串口输出的字符串是否符合预期。

由上可以看出，四个指令跟咱们预先设定的值是一致的，将LD3320模块与STM32的串口相连，然后STM32对接收到的串口数据进行解析，进而做不同的动作即可，至此LD3320端的开发完毕。

STC单片机更新程序的方法参考网文：

STC单片机开发环境建立及更新LD3320模块程序

修改STM32工程

硬件连接

LD3320模块与STM32F103的串口4相连，具体原理图如下图所示：

初始化串口4

因为LD3320模块使用的波特率为9600，所以串口4也要初始化为波特率9600，串口初始化调用的代码如下：

uart4_init(9600); 

USART4_RX_STA=0;  
memset(USART4_RX_BUF, 0, sizeof(USART4_RX_BUF)); 

串口初始化代码中添加了TIM4的初始化代码，设置的定时器时间为10ms，串口4的初始化详细代码如下：

//初始化串口4
//bound:波特率
void uart4_init(u32 bound){
 //GPIO端口设置
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 
 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UART4, ENABLE);
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //使能USART4，GPIOC时钟
  USART_DeInit(UART4);  //复位串口4
  //USART4_TX   PC.10
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PC10
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
 GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化PC10
   
 //USART4_RX   PC.11
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
 GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);  //初始化PC11

 //USART 初始化设置
 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
 USART_Init(UART4, &USART_InitStructure); //初始化串口
 
#if EN_USART4_RX    //如果使能了接收  
 //Usart4 NVIC 配置
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART4_IRQn;  //中断号
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ;//抢占优先级3
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //子优先级3
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   //IRQ通道使能
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
   
 USART_ITConfig(UART4, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
#endif

 USART_Cmd(UART4, ENABLE);                    //使能串口 
 
 TIM4_Int_Init(99,7199);          //10ms中断
 USART4_RX_STA=0;          //清零
 TIM_Cmd(TIM4,DISABLE);   //关闭定时器4
}

接收来自于LD3320的串口数据

void UART4_IRQHandler(void)
{
 u8 res;   
   
 if(USART_GetITStatus(UART4, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据
 {  
  res =USART_ReceiveData(UART4);   
  if((USART4_RX_STA&(1<<15))==0)//接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据
  { 
   if(USART4_RX_STA<USART4_REC_LEN) //还可以接收数据
   {
    TIM_SetCounter(TIM4,0);   //计数器清空              //计数器清空
    if(USART4_RX_STA==0)     //使能定时器4的中断 
    {
     TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);   //使能定时器4
    }
    USART4_RX_BUF[USART4_RX_STA++]=res; //记录接收到的值  
   }
   else 
   {
    USART4_RX_STA|=1<<15;    //强制标记接收完成
   } 
  }
 }                   
}

从接收到第一个字符开始启动定时器，当收到一个新字符的时候，计数器清空，直到定时器中断产生时，即计时到10ms时间之后，如果不再收到新的串口数据，证明一个完整的数据包接收完毕，在TIM4的中断函数中，对串口4是否接收完成数据的变量USART4_RX_STA进行标记，代表数据接收完毕。

//定时器4中断服务程序      
void TIM4_IRQHandler(void)
{  
 if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断
 {        
  USART4_RX_STA|=1<<15; //标记接收完成
  TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update  );  //清除TIM4更新中断标志    
  TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);  //关闭TIM4 
 }     
}

使用cJSON解析收到的串口数据并动作

//LD3320
if(USART4_RX_STA&0x8000)
{ 
 uart4Len=USART4_RX_STA&0x3f;                  //得到此次接收到的数据长度   

 receive_json = cJSON_Parse(USART4_RX_BUF);   //创建JSON解析对象，返回JSON格式是否正确
 if (!receive_json)
 {
  printf("JSON格式错误:%s \r\n", cJSON_GetErrorPtr()); //输出json格式错误信息
 }
 else
 {
  item_obj = receive_json->child; 
  
  while(item_obj)
  {
   char * string = item_obj->string;
   
   if(!strcmp(string,"VoiceCommandCode"))
   {
    if(item_obj->valueint==0)
    {
     printf("收到一级口令 小哈 ... \r\n"); 
    }
    else if(item_obj->valueint==1)
    {
     printf("“开灯”命令识别成功 \r\n");
     RelayControl(1);
     
    }
    else if(item_obj->valueint==2)
    {
     printf("“关灯”命令识别成功\r\n");
     RelayControl(0);       
    }
    else if(item_obj->valueint==3)
    {
     printf("“开门”命令识别成功\r\n");
     
    }
    else if(item_obj->valueint==4)
    {
     printf("“关门”命令识别成功\r\n");
     
    }
   }
   
   item_obj = item_obj->next;
  }
  
 }
 
 cJSON_Delete(receive_json);  
 
 USART4_RX_STA=0;   
 memset(USART4_RX_BUF, 0, sizeof(USART4_RX_BUF));            //清空数组  
}

总结

本文实现的方法和使用LD3320直接控制设备的方法相比，利用串口使STM32和LD3320模块进行数据通信的优势是：传统设备，只需要预留一个串口，就可以为传统设备添加语音控制功能。主控制板无需大的改动即可升级完毕，而且这种方式更灵活，也可以将项目转移到自己熟悉的领域（假如不熟悉STC单片机，熟悉STM32的话），降低了开发难度。

结果展示