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电动牙刷语音芯片应用设计方案,WT2003H4-16S

WT-深圳唯创知音电子有限公司 2022-06-01 11:26 次阅读

概述

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。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:

1. 内置FLASH可存放300秒语音。

2. 音频输出支持SPK和DAC输出。(DAC输出占用一个IO口)

3. 支持语音高品质音频格式,音频码率支持8kbps~320kbps。

4. 一个红外遥控解码器。

5. 16bit高精度ADC和DAC。

6. 大功率IO驱动能力,最高可直接驱动64ma。

7. 四通道PWM输出。

8. 工作电压在2.0V-5.5V

9. 休眠功耗:静态电流小于10微安。

10. 低电压检测:低于设定电压发出提示(该提示可根据客户需要定制)

11. 标准uart通讯:波特率9600。

(1) 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。

(2) 设计框图

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。设计框图如图2.1所示。

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图2.1 电动牙刷设计框图

(1) 设计原理图

无线充电电路如下图3.1所示。

get?code=ZWMyNmQzMDBlYWM0Mzg2ODc3MDE1NjgzMzU0MmM5NjcsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

马达电路如下图3.2所示。

get?code=NTVlMGIxN2RmZDBkYmJmMmVhN2RjYjlmYmM5NDRkY2YsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

LED灯电路原理图如下图3.3所示。

get?code=NGRlMWYyMjYyMWFhNWZhOWI3NjI1NzMyMGI5NGZjYmEsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

功放电路原理图如下图3.4所示。

get?code=ZDFkZTRlMDgyYjA5ODk4OTIyOTYyOTZkNTA0MWNiNTAsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

MCU电路如下图3.5所示。

get?code=ODdmZTZiZDI5ZThhYzgyMDdkODU3MWVhNWVmZWI5NmUsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

(4) 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。

get?code=MTViOWI2Mjg4YzM4ZDRhNWUwMDA2MDlhZTIxZDBkMWEsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

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。

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。

get?code=ZDYyOWJhNDc2YWE4ZWM5NjY1NmQxNjJlNzIyZDMwYjIsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

其中灯位为第几个LED灯,数据为1点亮,0关闭。

呼吸灯指令如下表4.3所示。

get?code=NDlhYzhiMDBiYjI5OTQxYmQ3NjcwZGE5ZGI0MGY4NzcsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

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。

LED灯闪烁如下表4.4所示。

get?code=MzViMDY0Mzg2NmRiMjI5MzI2ZjgwNzJlMzk5NWZiZGIsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

其中闪烁频率单位为毫秒。

3. 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。

get?code=OTY0NWE5M2JmZWE0NTc1ZWExNjY0YzVjYzlmZmIwNGEsMTY1NDA1MzU0MTI4MA==

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。

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4. 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。

唯创知音作为一家专注于语音技术研究的高新技术企业,始终坚持以“服务好工程师”为目标,以行业语音交互器件标准化为方向,致力于让复杂变简单,提供快捷的语音、智能物联网应用解决方案。

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