概述：AP7003是一款语音识别专用集成电路，内置有麦克风放大器、A/D转换器、语音处理器和I/O控制器，经预处理后可识别12组不同的字词，每组1.5秒时长，可连词或单词识别。AP7003广泛应用于玩具、识别转控和自动答录等领域。语音识别电路对外部麦克风(MIC)的分贝值有一定的要求。

        使用经验表明，本语音识别电路中选用56dB的麦克风可达到最佳效果。语音识别前设置的匹配度是一个影响识别率高低的重要因素，在实验过程中需要根据使用环境、使用要求等情况多次实验才能确定最佳值。

        AP7003的工作电压为2.4V～4.5V。对于3V的应用系统，可直接使用；如果您的应用系统是5V工作电压，建议通过一个二极管给AP7003供电，以保证系统长期稳定可靠地工作，也有利于降低系统功耗。应用表明，AP7003使用简单方便，具有较高的识别率，一般可达80%以上，是一款较好的语音识别芯片；AP7003采用DIP40封装工艺。


一、AP7003功能和特性

* 内置麦克风放大器
* 内置A/D转换器
* 采用DIP40双列直插式封装
* 能识别12组1.5s时长字词
* I/O：2个普通输入,4个触发输入,2个输出口分别有4个、12个输出,2个LED驱动


二、AP7003引脚功能


三、AP7003内部方框图


四、AP7003工作原理

        AP7003具有两种工作模式，即录音模式和识别模式。在使用识别模式之前，应先将目标词录入芯片内。AP7003内有12个存储体用于存储12组不同的字句，每个存储体可存储1.5秒时长的字词，可通过键盘或按程序编制的顺序选择存储体录入及存放目标词。语音可通过外部麦克风或其它媒体录入芯片内，经内部处理后以不同的数字特征信号保存于存储体中。

         目标词录入芯片内后即可将工作模式转换到识别模式，工作时芯片将当前语音与事先已录入存储体的目标词语音相比较，如果有语音特征相匹配，则在芯片的相应输出端口输出高电平或低电平。需要时可以将芯片编程为省电模式以节省电能，当有按键信号时芯片将被唤醒。 其典型应用电路如下图所示。


五、AP7003典型应用电路

       AP7003-01可通过串行口与微控制器连接，应用图如图3所示，AP7003-01共有22个输入指令和15个输出指令，如表2所示。AP7003-01工作时序及时间定义如图4所示。

       系统上电后必须先给AP7003-01发清除指令Clear Word以清除12个存储体内的内容，然后发出一个存储指令(Store Word1～Store Word12之一)将目标词录入芯片相应的存储体内。当LED1有效时表示芯片准备好录入目标词。通过指令Set R_Model或Set R_Mode2可选择两种识别模式：Set R_Model为单词识别模式，该模式下识别操作完成后芯片进入省电状态以等待新的指令；Set R_Mode2为连词识别模式，该模式下识别操作完成后芯片返回语音录入状态。
        进入语音识别状态前必须通过指令Set R_Levell～Set R_Level4设置识别时要求的匹配度，Set R_Level4要求匹配程度最高，而Set R_Level1最低，可以根据经验设定为中间某一个值。跟在一个Store Word1～12指令之后的Store Flag指令将前面录入的语音存入指定的存储体以作为目标词。Clear Outputs指令用于清除A端口输出状态(POA1～POA12)。Shut Down指令将芯片转入关闭模式以节省电能。
         当数据格式或时序出现在串行数据(SERIAL DATA)输入口PIT3、PIT2、PIT1时，芯片将发送错误代码到串行数据输出口POB4，同时将数据、时钟发送到串行数据输出口POB2、POB3。
指令Store Word1～12、Store Flag、Clear Word、Set R_Level1～4和Clear Outputs执行完成后芯片将输出一个Done代码。芯片每次执行完语音识别后，输出一个匹配指示代码(Match Word1～Match Word12或NO Match)。当有一个语音匹配时，LED2有效，如果PIM2被拉高(端口A使能)，则A端口相应的引脚变为有效。如果PIM1引脚被拉低，芯片的语音识别功能被禁止。


六、AP7003-02的应用

        AP7003-02可以单独使用，无需控制器，适合于用键盘直接控制。芯片有8键控制和12键控制两种键盘操作模式，如图5所示。各键及其功能见表3(a)、(b)。

表3(a) AP7003-02键盘模式
Modey 8Key
PIM1＝0 		12Key
PIM1＝1
Key NO.    
1 Store Word Store Word1
2 Word Up Store Word2
3 Word Down Store Word3
4 Set R_Level1 Store Word4
5 Set R_Level2 Store Word5
6 Set R_Level3 Store Word6
7 Clear Output Store Word7
8 Shut Down Store Word8
9 N.A. Set R_Level1
10 N.A. Set R_Level2
11 N.A. Clear Output
12 N.A. Shut Down
PIT3 Ｓｔｏｒｅ Ｗｏｒｄ N.A.
PIT4 Ｃｌｅａｒ Ｗｏｒｄ Clear

表3 b AP7003-2按键功能

键　名 功 能 说 明
Clear Word 清除12个存储体内容，之后进入存储目标词1(Store Word1)状态
Store Word 选择当前存储体以存储录入的语音!?
Store Word1～8 选择12个存储体中的一个以存储录入的语音
Wor Up 选择后一个存储体以存储录入的语音；存储体12的“后一个”是存储体1
Word Down 选择前一个存储体以存储录入的语音；存储体1的“前一个”仍是存储体1
et R_Level1～3 设置语音识别的匹配度，之后进入语音识别初始状态
Clear Output 清除POA1～POA12和LED2状态，之后进入语音识别初始状态
Shut Down 将芯片转入省电模式


         上电后POB1～POB4均被置成低电平。当有键按下时，芯片按POB1→POB2→POB3→POB4的顺序依次发出键盘扫描信号，扫描信号为16ms低脉冲加64ms间隔，且循环进行，按键信号从PIT1～PIT4输入芯片。键盘阵列如表3(c)所示。

表3(c)AP7003-02键盘阵列
  POB1 POB2 POB3 POB4
PIT1 KEY1 KEY2 KEY3 KEY4
PIT2 KEY5 KEY6 KEY7 KEY8
PIT3 KEY9 KEY10 KEY11 KEY12

        上电后12个存储体在录入目标词之前必须首先清空。开始录入目标词时LED1及POA1～POA12之一(与所选择的存储体相对应的一个)有效，目标词录入到存储体后芯片进入识别模式。
在识别模式初始状态，只有LED1是有效的。识别完成后，如果没有词相匹配，LED1闪烁3秒钟后回到识别模式初始状态；如果有词相匹配，LED2有效，与匹配词所在存储体相对应的POA输出端口也有效。如果芯片被设置成自动模式(PIM2＝0)，则LED2及POA的输出将在3分钟后被清除，之后回到识别模式初始状态。当PIM2＝0时，如果连续8分钟没有语音输入芯片，将自动进入省电模式。