01開(kāi)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(guò)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(kāi)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(yǔ)音芯片WT2003H4。

WT2003HX是一款功能強(qiáng)大的高品質(zhì)語(yǔ)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(yǔ)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(guò)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(guò)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(guò)指令控制。

語(yǔ)音播報(bào)功能，開(kāi)機(jī)提示語(yǔ)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

本方案根據(jù)WT2003H4-16SS封裝的芯片，主要通過(guò)uart通訊控制，由無(wú)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(wú)線充電電路如下圖所示：

馬達(dá)電路如下圖所示：

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LED燈電路原理圖如下圖所示：

功放電路原理圖如下圖所示：

MCU電路如下圖所示：

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）

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）

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）

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）

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。

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。

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