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求一種基于WT2003H4語音芯片的電動(dòng)牙刷應(yīng)用設(shè)計(jì)方案

唯創(chuàng)知音 ? 來源:唯創(chuàng)知音 ? 2023-03-08 13:22 ? 次閱讀

01開發(fā)背景

電動(dòng)牙刷是一種較為新式的清潔牙齒的工具,它是在許多發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用的牙齒護(hù)理工具。電動(dòng)牙刷作為一種新式刷牙工具,其使用日漸廣泛。電動(dòng)牙刷的刷頭通過快速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生高頻振動(dòng),將牙膏迅速分解為細(xì)小的泡沫,能夠更加深入牙間隙中。

它比手動(dòng)牙刷能更加徹底的清除38%的牙菌斑,能夠更有效的減少由于飲茶、喝咖啡和其他原因造成的外源性牙齒著色。口腔健康重在預(yù)防,刷牙和漱口是預(yù)防口腔疾病主要和重要的方法。電動(dòng)牙刷行業(yè)在口腔清潔用品行業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位。

雖然我國(guó)目前牙刷市場(chǎng)主要為手動(dòng)牙刷主導(dǎo),但是隨著人們生活水平,健康意識(shí)的提高,電動(dòng)牙刷的市場(chǎng)份額也在逐漸增長(zhǎng)。

02 開發(fā)方案

唯創(chuàng)知音一直致力于為客戶服務(wù),讓復(fù)雜變簡(jiǎn)單,因此形成了一套完整的電動(dòng)牙刷解決方案。該方案主要基于唯創(chuàng)知音強(qiáng)大的語音芯片WT2003H4。

WT2003HX是一款功能強(qiáng)大的高品質(zhì)語音芯片,采用高性能32位處理器,最高頻率可達(dá)120MHz,具有低成本、低功耗、高可靠性、通用性能強(qiáng)等特點(diǎn)。該芯片性能和特點(diǎn)如下所示:

01

內(nèi)置FLASH可存放300秒語音。

02

音頻支持SPK和DAC輸出。

(DAC輸出占用一個(gè)IO口)

03

支持高品質(zhì)音頻格式,音頻碼率支持

8kbps~320kbps。

04

一個(gè)紅外遙控解碼器。

05

16bit高精度ADC和DAC。

06

大功率IO驅(qū)動(dòng)能力,最高可直接驅(qū)動(dòng)64ma。

07

四通道PWM輸出。

08

休眠功耗:靜態(tài)電流小于10微安。

09

工作電壓在2.0V-5.5V。

10

低電壓檢測(cè):低于設(shè)定電壓發(fā)出提示。(按需定制)

11

標(biāo)準(zhǔn)uart通訊:波特率9600。

03 方案概述

WT2003H4電動(dòng)牙刷方案,客戶MCU通過標(biāo)準(zhǔn)uart指令,對(duì)WT2003H4調(diào)節(jié)聲波馬達(dá)工作需要的PWM脈沖,其PWM頻率和占空比皆可通過指令設(shè)置。

其次檔位指示燈和充電指示燈,可根據(jù)需要調(diào)節(jié)呼吸效果和閃爍效果,呼吸時(shí)間和閃縮時(shí)間皆可通過指令控制。

語音播報(bào)功能,開機(jī)提示語音,關(guān)機(jī)提示音,以及工作時(shí)的背景音都可根據(jù)指令設(shè)置。

04設(shè)計(jì)框架圖

d163291e-baed-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

本方案根據(jù)WT2003H4-16SS封裝的芯片,主要通過uart通訊控制,由無線充電電路,馬達(dá)電路與LED燈電路組成,電路簡(jiǎn)單,但是能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)牙刷的基本需求。設(shè)計(jì)框圖如上圖所示。

05 設(shè)計(jì)原理圖 Schematic Diagram

無線充電電路如下圖所示:

d194b83a-baed-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

馬達(dá)電路如下圖所示:

d1aff744-baed-11ed-bfe3-dac502259ad0.png? ?

LED燈電路原理圖如下圖所示:

d1cd7062-baed-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

功放電路原理圖如下圖所示:

d1eb0d48-baed-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

MCU電路如下圖所示:

d2083df0-baed-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

06 設(shè)計(jì)思路

1. PWM調(diào)控馬達(dá)的工作頻率,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)牙刷多種工作模式,其中只需發(fā)送客戶所需要的頻率和PWM的間隔時(shí)間,MCU即可輸出相應(yīng)PWM調(diào)控聲波馬達(dá)進(jìn)行工作。指令如下表4.1所示。(其中標(biāo)志1為啟動(dòng),0為關(guān)閉。頻率取值在1-3000Hz,時(shí)間間隔取值0us-600000us)

起始碼 長(zhǎng)度 擴(kuò)展 代表 命令 標(biāo)志 頻率 時(shí)間 校驗(yàn)碼 結(jié)束碼
7E XX FF 04 A0 XX XX XX XX XX XX EF

表4.1 PWM配置表

2. LED燈珠的控制,有亮,滅,呼吸和閃爍四種方式。具體指令如下表4.2所示。(其中燈位為第幾個(gè)LED燈,數(shù)據(jù)為1點(diǎn)亮,0關(guān)閉)

起始碼 長(zhǎng)度 擴(kuò)展 代表 命令 燈位 數(shù)據(jù) 校驗(yàn)碼 結(jié)束碼
7E XX FF 04 AA 00 00 XX EF

表4.2 LED亮滅控制

3.呼吸燈指令如下表4.3所示。(其中燈位為第幾個(gè)LED燈,呼吸時(shí)間單位為毫秒,頻率為PWM頻率,單位Hz)

起始碼 長(zhǎng)度 擴(kuò)展 代表 命令 燈位 呼吸時(shí)間 頻率 校驗(yàn)碼 結(jié)束碼
7E XX FF 04 AB 00 00 00 00 00 XX EF

表4.3 LED呼吸控制

4.LED燈閃爍如下表4.4所示。(其中閃爍頻率單位為毫秒)

起始碼 長(zhǎng)度 擴(kuò)展 代表 命令 燈位 閃爍頻率 校驗(yàn)碼 結(jié)束碼
7E XX FF 04 AC 00 00 00 XX EF

表4.4 LED閃爍控制

5. 低電檢測(cè)和充電

客戶可發(fā)送指令設(shè)置低電電壓,在電壓降到設(shè)定電壓時(shí),mcu會(huì)主動(dòng)播報(bào)低電提醒。

起始碼 長(zhǎng)度 擴(kuò)展 代表 命令 電壓值 校驗(yàn)碼 結(jié)束碼
7E XX FF 04 AD 00 00 XX EF

其中電壓值例如3.4v為3400.充滿電時(shí)MCU會(huì)主動(dòng)發(fā)碼告知主控充電完成。

起始碼 長(zhǎng)度 擴(kuò)展 代表 命令 數(shù)據(jù) 校驗(yàn)碼 結(jié)束碼
7E XX FF 04 AE 00 XX EF

6. 功放輸出

可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)uart指令選擇pwm輸出音頻和DAC輸出音頻。






審核編輯:劉清

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原文標(biāo)題:基于WT2003H4語音芯片的電動(dòng)牙刷應(yīng)用設(shè)計(jì)方案

文章出處:【微信號(hào):Waytronic-1999,微信公眾號(hào):唯創(chuàng)知音】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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