一种智能牙刷控制系统的制作方法

本实用主要涉及生活领域，更具体地说，涉及一种智能牙刷控制系统。

背景技术：

现代的人们进入快节奏的生活方式，很多人不注意刷牙时间和刷牙方法，导致牙齿刷不干净，影响牙齿健康，因此提供一种智能牙刷控制系统，能够对刷牙时间进行控制，并且在刷牙时可以听音乐，享受刷牙的过程。

实用内容

本实用主要解决的技术问题是提供一种智能牙刷控制系统，采用无线充电的方式对牙刷进行充电，利用实时时钟芯片对刷牙时间进行控制，并且在刷牙过程中可以听优美的音乐。

为解决上述技术问题，本实用一种智能牙刷控制系统包括主处理器、实时时钟模块、按键模块、存储模块、语音模块、驱动模块、旋转电机、音乐播放模块、电源模块、发射模块、接收转换模块、充电模块、电压转换模块，采用无线充电的方式对牙刷进行充电，利用实时时钟芯片对刷牙时间进行控制，并且在刷牙过程中可以听优美的音乐。

其中，所述实时时钟模块的输出端连接着主处理器的输入端；所述按键模块的输出端连接着主处理器的输入端；所述存储模块连接着主处理器；所述主处理器的输出端连接着语音模块的输入端；所述主处理器的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着旋转电机的输入端；所述主处理器的输出端连接着音乐播放模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着发射模块的输入端；所述发射模块的输出端连接着接收转换模块的输入端；所述接收转换模块的输出端连接着充电模块的输入端；所述充电模块的输出端连接着电压转换模块的输入端；所述电压转换模块的输出端连接着主处理器的输入端。

作为本实用的进一步优化，本实用一种智能牙刷控制系统所述主处理器采用STC89C52单片机。

作为本实用的进一步优化，本实用一种智能牙刷控制系统所述实时时钟模块采用DS1302时钟芯片。

作为本实用的进一步优化，本实用一种智能牙刷控制系统所述存储模块采用SD卡。

作为本实用的进一步优化，本实用一种智能牙刷控制系统所述语音模块采用WT588D语音芯片。

作为本实用的进一步优化，本实用一种智能牙刷控制系统所述音乐播放模块采用MP3-TF-16P模块。

作为本实用的进一步优化，本实用一种智能牙刷控制系统所述驱动模块采用L298N芯片。

控制效果：本实用一种智能牙刷控制系统，采用无线充电的方式对牙刷进行充电，利用实时时钟芯片对刷牙时间进行控制，并且在刷牙过程中可以听优美的音乐。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用做进一步详细的说明。

图1为本实用一种智能牙刷控制系统的硬件结构图。

图2为本实用一种智能牙刷控制系统的主处理器的电路图。

图3为本实用一种智能牙刷控制系统的实时时钟模块的电路图。

图4为本实用一种智能牙刷控制系统的存储模块的电路图。

图5为本实用一种智能牙刷控制系统的语音模块的电路图。

图6为本实用一种智能牙刷控制系统的驱动模块、旋转电机的电路图。

图7为本实用一种智能牙刷控制系统的音乐播放模块的电路图。

图8为本实用一种智能牙刷控制系统的按键模块的电路图。

图9为本实用一种智能牙刷控制系统的电源模块的电路图。

图10为本实用一种智能牙刷控制系统的发射模块的电路图。

图11为本实用一种智能牙刷控制系统的接收转换模块的电路图。

图12为本实用一种智能牙刷控制系统的充电模块的电路图。

图13为本实用一种智能牙刷控制系统的电压转换模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，本实施方式所述一种智能牙刷控制系统包括主处理器、实时时钟模块、按键模块、存储模块、语音模块、驱动模块、旋转电机、音乐播放模块、电源模块、发射模块、接收转换模块、充电模块、电压转换模块，采用无线充电的方式对牙刷进行充电，利用实时时钟芯片对刷牙时间进行控制，并且在刷牙过程中可以听优美的音乐。

其中，所述实时时钟模块的输出端连接着主处理器的输入端，实时时钟模块采用DS1302时钟芯片，实时时钟模块用于产生时钟信号给系统提供实时时间，实时时钟模块的SCLK引脚与主处理器的P3.6引脚相连接；实时时钟模块的RST_D引脚与主处理器的P3.5引脚相连接，RST_D引脚为输入信号，在读、写数据期间，必须为高；实时时钟模块的I/O引脚与主处理器的P3.7引脚相连接。

所述按键模块的输出端连接着主处理器的输入端，按键模块采用ST5.0LF160Q型号独立按键，包括按键SW1、SW2、SW3，按键模块的SW1、SW2、SW3端分别与主处理器的P3.2、P3.3、P3.4引脚相连接，按键按下时给主处理器的对应引脚传送高电平信号，主处理器通过扫描的方式检测各按键是否按下，检测到按键按下后实现对应的功能。其中，SW1按键为启动按键，按下SW1按键开启旋转电机；SW2按键为音乐播放按键，按下SW2按键，开始播放音乐；SW3为关闭按键，按下SW3按键，智能牙刷停止工作。

所述存储模块连接着主处理器，存储模块采用SD卡，主处理器通过串行外设协议总线与SD卡插槽进行连接，DO、CS、SCLK_SD和DI端分别与主处理器的P1.2、P1.3、P1.1、P1.4引脚相连接，存储模块电路图中的COM、WP、GND和CD脚是把记忆卡固定在电路板上的卡槽的引脚，处理GND接地外，不使用其他引脚，主处理器通过PB1引脚给SD卡提供时钟信号，通过P1.3引脚控制SD卡的使能端CS端，通过P1.4和P1.2引脚控制数据的输入输出，主处理器调用SD卡中存储的音乐文件MP3数据格式流信息传送给音乐播放模块进行播放。

所述主处理器的输出端连接着语音模块的输入端，语音模块采用WT588D语音芯片，语音模块与主处理器采用三线串口控制模式，和标准的4线SPI不同，语音模块只接收主处理器发来的数据、指令和时钟信号，而不需要发送数据。在三线串口模式下，主处理器的P1.5引脚与语音模块的RST端相连接，为复位端；主处理器的P1.0引脚与语音模块的YCLK端相连接，为时钟信号端；主处理器的P2.0引脚与语音模块的YDATA端相连接，为数据接口端；主处理器的P2.1引脚与语音模块的YCS端相连接，为片选信号端；选用3.3V供电。

所述主处理器的输出端连接着驱动模块的输入端，驱动模块采用L298N驱动芯片，L298N内部包含4通道逻辑驱动电路，即将逻辑控制电平进行功率放大，变为可以用于功率驱动的电压，具有工作电压高、输出电流大，产生的输出电压稳定、抗干扰能力强等特点，L298N的输入端用TL2521光耦进行输入、输出信号的隔离，L298N驱动芯片的IN1和IN2端分别通过光耦U5、U6进行输入信号的隔离，IN1_M端和IN2_M端分别连接到主处理器的P2.2引脚和P2.3引脚，用于控制电机的正反转，L298N驱动芯片的ENA_M与主处理器的P2.4引脚相连接，用于控制旋转电机的启停。

所述驱动模块的输出端连接着旋转电机的输入端，旋转电机采用57电机，驱动模块采用L298N驱动芯片，驱动模块的OUT1端和OUT2端与旋转电机相连接，用于驱动旋转电机运行，从而带动牙刷头转动，实现自动刷牙功能。

所述主处理器的输出端连接着音乐播放模块的输入端，音乐播放模块采用MP3-TF-16P模块，MP3-TF-16P模块通过串口RXD、TXD与主处理器的P3.0、P3.1相连接，主处理器通过向音乐播放模块发送串口指令即可完成播放指定的音乐，采用+5V电压供电。

所述电源模块的输出端连接着发射模块的输入端，采用220V交流电供电，交流电经变压器变压降低电压后，变压器采用220/18W的降压变压器，再通过桥式整流电路将交流电转换成约24V的直流电，经C3、C4滤波滤除电路中的少量交流成分，再通过7812，7805稳压后得到5V电流传输给发射模块，电源模块的OUT端与发射模块的OUT端相连接。

所述发射模块的输出端连接着接收转换模块的输入端，发射模块中采用2MHz有源晶振作为振荡器，有源晶振输出的方波，通过二阶低通滤波器滤除高次谐波后，得到稳定的正弦波输出，经三极管Q1及其外围电路组成的丙类功率放大电路后输出至T2的发射电感线圈L1(T2左侧为发射电感线圈L1，右侧为接收电感线圈L2)与电容C5组成的并联谐振回路辐射出去，为接收转换模块的接收端部分提供能量。

所述接收转换模块的输出端连接着充电模块的输入端，接收转换模块中接收端的电感线圈L2与发射模块中发射端的电感线圈L1之间的距离非常近，L2感应得到的2MHz的振荡电压，经D6、D7、D8、D9组成的桥式整流和滤波电容C8滤波后得到直流电后，作为充电控制部分电源，由R7、R10和TL431构成精密参考电压经R12接到运算放大器构成的电压比较器opa335的同相输入端，当opa335的反相输入端电压低于参考电压时，运放输出的高电平，一方面使Q4饱和，从而在DS3两端得到稳定电压点亮充电指示灯，另一方面经R8使Q3截止，DS4不亮，当电池充满时，反相输入端电压略高于参考电压，运放便输出低电位，此时Q4截止，恒流管Q3因完全得不到偏流而截止，因而停止充电，同时运放输出的低电位经R14使Q3导通，点亮DS4作为充满状态指示。接收转换模块的OUT1、OUT2端与充电模块的OUT1、OU2对应连接。

所述充电模块的输出端连接着电压转换模块的输入端，充电模块从接收转换模块的端口引出电源，利用拨码开关S1改变负载电阻(R＝R16+R17或R＝R17)的大小调节充电的快慢，同时在充电电池前并联两个串联的贴片发光二极管DS5、DS7，实现充满指示功能。

所述电压转换模块的输出端连接着主处理器的输入端，电压转换模块将5V电压再通过LM1117-3.3和LM1117-2.5进行稳压处理后，得到3.3V和2.5V电压，电压转换模块提供5V、3.3V、2.5V的电压，通过VCC端口给系统供电。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述主处理器采用STC89C52单片机。所述STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构)，全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述实时时钟模块采用DS1302时钟芯片。所述DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。采用双电源供电(主电源和备用电源)，可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。引脚说明：Vcc1为备用电源；Vcc2为主电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2<Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电；SCLK为串行时钟输入；I/O为三线接口时的双向数据线；CE为输入信号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器(读时81h～8Dh，写时80h～8Ch)，存放的数据格式为BCD码形式。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述存储模块采用SD卡。所述SD卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(外语缩写PDA)和多媒体播放器等。SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体闪存工艺的存储卡，具有大容量、高性能、安全等多种特点的多功能存储卡，它比MMC卡多了一个进行数据著作权保护的暗号认证功能(SDMI规格)，读写速度比MMC卡要快4倍，达2M/秒。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述语音模块采用WT588D语音芯片。所述WT588D是一款语音芯片，芯片封装有DIP18、SSOP20和LQFP32形式。根据外挂或者内置SPI-Flash的不同，播放时长也不同，支持2M～32Mbit的SPI-Flash存储器；内嵌DSP高速音频处理器，处理速度快；内置13Bit/DA转换器，以及12Bit/PWM输出，音质好；PWM输出可直接推劢0.5W/8Ω扬声器，推挽电流充沛；支持DAC/PWM两种输出方式；支持加载WAV音频格式；所述WT588D是一款具有单片机内核的语音芯片，WT588D音质较好，控制灵活的特点，更增加了可播放MIDI和弦功能，性能更好。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述音乐播放模块采用MP3-TF-16P模块。所述MP3-TF-16P是一个提供串口的语音模块，完美的集成了MP3、WAV、WMA的硬解码。同时软件支持SD卡驱动，支持FAT16、FAT32文件系统。通过简单的串口指令即可完成播放指定的音乐，以及如何播放音乐等功能，无需繁琐的底层操作，使用方便，稳定可靠。支持采样率(KHz)：8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48；24位DAC输出，动态范围支持90dB，信噪比支持85dB；完全支持FAT16、FAT32文件系统，最大支持32G的TF卡，支持32G的U盘、64M字节的NORFLASH；多种控制模式可选。IO控制模式、串口模式、AD按键控制模式；广播语插播功能，可以暂停正在播放的背景音乐。广告播放完毕回到背景音继续播放；音频数据按文件夹排序，最多支持100个文件夹，每隔文件夹可以分配255首曲目；30级音量可调，10级EQ可调。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13说明本实施方式，所述驱动模块采用L298N芯片。所述L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4.5～7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为+2.5～46V，输出电流可达2.5A，可驱动电感性负载。L298N可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间可分别接电机，本实用新型我们选用驱动一台电机。IN1、IN2、IN3、IN4脚接输入控制电平，控制电机的正反转。ENA、ENB接控制使能端，控制电机的停转。

本实用一种智能牙刷控制系统的工作原理为：本实用一种智能牙刷控制系统，采用无线充电的方式为智能牙刷进行充电，通过按下按键SW1，主处理器检测到SW1按键按下，则控制驱动模块驱动旋转电机进行旋转，从而带动牙刷头转动，进行刷牙；主处理器检测到SW2按键按下后，主处理器调用存储模块中的音乐文件，驱动音乐播放模块播放音乐；实时时钟模块用于给系统提供实时时间，并对刷牙时间进行计时，主控制器检测到SW1按键按下后，开始计时，刷牙时间为三分钟，当刷牙时间小于三分钟时，即主处理器在检测到SW1按键按下后不到三分钟，再次检测到SW2按键按下，则驱动语音模块播放“未到刷牙时间”的语音提醒，从而提醒用户注意刷牙时间。

虽然本实用已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。