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基于WT2003H4语音芯片的电动牙刷应用设计方案

04/19 14:42
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01开发背景

电动牙刷是一种较为新式的清洁牙齿的工具,它是在许多发达国家广泛使用的牙齿护理工具。电动牙刷作为一种新式刷牙工具,其使用日渐广泛。电动牙刷的刷头通过快速旋转,产生高频振动,将牙膏迅速分解为细小的泡沫,能够更加深入牙间隙中。它比手动牙刷能更加彻底的清除38%的牙菌斑,能够更有效的减少由于饮茶、喝咖啡和其他原因造成的外源性牙齿着色。口腔健康重在预防,刷牙和漱口是预防口腔疾病主要和重要的方法。电动牙刷行业在口腔清洁用品行业中占据举足轻重的地位。

虽然我国目前牙刷市场主要为手动牙刷主导,但是随着人们生活水平,健康意识的提高,电动牙刷的市场份额也在逐渐增长。

02开发方案

唯创知音一直致力于为客户服务,让复杂变简单,因此形成了一套完整的电动牙刷解决方案。该方案主要基于唯创知音强大的语音芯片WT2003H4。

WT2003HX是一款功能强大的高品质语音芯片,采用高性能32位处理器,最高频率可达120MHz,具有低成本、低功耗、高可靠性、通用性能强等特点。该芯片性能和特点如下所示:

01 内置FLASH可存放300秒语音。

02 音频支持SPK和DAC输出。(DAC输出占用一个IO口)

03 支持高品质音频格式,音频码率支持8kbps~320kbps。

04 一个红外遥控解码器

05 16bit高精度ADC和DAC。

06 大功率IO驱动能力,最高可直接驱动64ma。

07 四通道PWM输出。

08 休眠功耗:静态电流小于10微安。

09 工作电压在2.0V-5.5V。

10 低电压检测:低于设定电压发出提示。(按需定制)

11 标准uart通讯:波特率9600。

03方案概述

WT2003H4电动牙刷方案,客户MCU通过标准uart指令,对WT2003H4调节声波马达工作需要的PWM脉冲,其PWM频率和占空比皆可通过指令设置。其次档位指示灯和充电指示灯,可根据需要调节呼吸效果和闪烁效果,呼吸时间和闪缩时间皆可通过指令控制。语音播报功能,开机提示语音,关机提示音,以及工作时的背景音都可根据指令设置。

04设计框架图

本方案根据WT2003H4-16SS封装的芯片,主要通过uart通讯控制,由无线充电电路,马达电路与LED灯电路组成,电路简单,但是能够实现电动牙刷的基本需求。设计框图如上图所示。

05设计原理图

无线充电电路如下图所示:

马达电路如下图所示:

LED灯电路原理图

如下图所示:

功放电路原理图

如下图所示:

MCU电路如下图所示:

06设计思路

1. PWM调控马达的工作频率,实现电动牙刷多种工作模式,其中只需发送客户所需要的频率和PWM的间隔时间,MCU即可输出相应PWM调控声波马达进行工作。指令如下表4.1所示。(其中标志1为启动,0为关闭。频率取值在1-3000Hz,时间间隔取值0us-600000us)

表4.1 PWM配置表

2. LED灯珠的控制,有亮,灭,呼吸和闪烁四种方式。具体指令如下表4.2所示。(其中灯位为第几个LED灯,数据为1点亮,0关闭)

表4.2 LED亮灭控制

3. 呼吸灯指令如下表4.3所示。(其中灯位为第几个LED灯,呼吸时间单位为毫秒,频率为PWM频率,单位Hz)

表4.3 LED呼吸控制

4. LED灯闪烁如下表4.4所示。(其中闪烁频率单位为毫秒)

表4.4 LED闪烁控制

5. 低电检测和充电

客户可发送指令设置低电电压,在电压降到设定电压时,mcu会主动播报低电提醒。

其中电压值例如3.4v为3400.充满电时MCU会主动发码告知主控充电完成。

6. 功放输出

可根据标准uart指令选择pwm输出音频和DAC输出音频。

联系方式:4008-122-919

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