本发明涉及智能家居领域，具体的说是一种基于单片机的多功能写字台。
背景技术：
随着科技的飞速发展，人类生活水平的不断提高，传统写字台功能单一、使用不方便、不能很好的适应市场的需求，这些问题深深困扰着广大人民群众。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于单片机的基于单片机的多功能写字台，具有语音控制功能、桌面自动升降功能、播放音乐功能、晚上自动开灯照明等功能、经济实用，方便快捷，绿色环保。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于单片机的多功能写字台，包括桌面板、多根升降杆和与升降杆底端相连的底座，升降杆顶端与桌面板底部相连，所述桌面板侧面分别设置有蓝牙模块、语音识别模块、led驱动器、锂电池、电源总开关、报警模块、有毒气体传感器、单片机、第一电机、第二电机、音响设备和光线传感器，桌面板上表面设有压力传感器、微型触摸屏和led保护灯罩，所述桌面板上表面内部设有led模块，led保护灯罩设于led模块上方，led保护灯罩内的拉力弹簧与第二电机连接，所述单片机分别与蓝牙模块、语音识别模块、led驱动器、锂电池、电源总开关、报警模块、有毒气体传感器、第一电机、第二电机、音响设备、光线传感器、压力传感器和微型触摸屏相连，led驱动器与led模块相连。
进一步地，所述单片机模块为stm32单片机。
进一步地，所述led模块为内嵌式设置在桌面板内部。
进一步地，所述光线传感器为amis-7480x型环境光线传感器。
进一步地，述底座底部设有桌脚护垫。
进一步地，桌面板的材质为半透明状的聚氯乙烯材料。
进一步地，所述led保护灯罩由三棱柱型的聚氯乙烯材料制成。
进一步地，所述升降杆内部设有与第一电机相连的升降液压缸。
进一步地，所述锂电池为锂离子电池。
进一步地，所述所述语音识别模块为icroute公司生产的ld3320，所述报警模块为有源蜂鸣器，所述压力传感器的型号为hdp401，所述有毒气体传感器为鸿瑞泰电子公司生产的mq138有毒气体传感器，所述微型触摸屏的型号为mt500，所述蓝牙模块的型号为hc-06,所述音响设备为a2pro无线蓝牙小音箱，所述led驱动器优选为amc7150，所述led模块为全彩、中功率、防水的zbv-b5ec，所述升降液压缸的为mob4050轻型液压缸，所述电机为ecma-c10604rs型号、电压380v的伺服电机，所述拉力弹簧为jk005型不锈钢拉力弹簧，所述电源总开关为kag-01系列按钮电源总开关，所述升降杆的为柱状套筒型钢铁合金材料。
所述amis-7480x环境光线传感器是由两个组件即投光器及受光器所组成，利用投光器将光线由透镜将之聚焦，经传输而至受光器之透镜，再至接收感应器，接收感应器将收到之光线讯号转变成电信号，此电信讯号更可进一步作各种不同的电源总开关及控制动作，其基本原理即对投光器受光器间之光线做遮蔽之动作所获得的信号加以运用以完成各种自动化控制。
mq138有毒气体传感器，具有高灵敏度、快速响应、大信号输出、寿命长的优点，适用于多种有机挥发物的检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种基于单片机的基于单片机的多功能写字台，设置了语音识别模块，可以进行语音识别，蓝牙模块连接到手机，通过音响设备播放音乐，光线传感器检测光强度，当光线暗时(一般为夜晚)，led驱动器驱动led模块点亮，实现照明，单片机控制电机，驱动升降液压缸，使升降杆自动升降，按照使用者兴趣自主调节，通过微型触摸屏可以设置一些电机转动时间、转动频率等参数，有毒气体传感器检测到有毒气体时，通过报警模块的蜂鸣器持续发声报警。本发明的基于单片机的基于单片机的多功能写字台操作简单，智能化程度高，整体设计合理，适合推广使用。
附图说明
图1是本发明一种基于单片机的多功能写字台的外部结构示意图。
图2是本发明一种基于单片机的多功能写字台的不同视角结构示意图。
图3是本发明一种基于单片机的多功能写字台的模块连接示意图。
图4是本发明一种基于单片机的多功能写字台的stm32单片机最小系统原理图。
图5是本发明一种基于单片机的多功能写字台的调试电路原理图。
图6是本发明一种基于单片机的多功能写字台的电机驱动电路图。
图7是本发明一种基于单片机的多功能写字台的语音识别模块电路原理图。
图8是本发明一种基于单片机的多功能写字台的报警模块电路原理图。
图9是本发明一种基于单片机的多功能写字台的传感器电路原理图。
图10是本发明一种基于单片机的多功能写字台的的led驱动器驱动原理图。
图11是本发明一种基于单片机的多功能写字台的压力传感器电路原理图。
图12是本发明一种基于单片机的多功能写字台的蓝牙模块电路原理图。
图13是本发明一种基于单片机的多功能写字台的微型触摸屏电路原理图。
其中：1-基于单片机的多功能写字台、2-桌面板、3-升降杆、4-底座、5-桌脚护垫、6-单片机、7-第一电机、8-音响设备、9-光线传感器、10-压力传感器、11-第二电机、12-led模块、13-微型触摸屏、14-蓝牙模块、15-语音识别模块、16-led驱动器、17-锂电池、18-led保护灯罩、19-电源总开关、20-报警模块、21-有毒气体传感器。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示，一种基于单片机的多功能写字台1，包括桌面板2、多根升降杆3和与升降杆3底端相连的底座4，升降杆3顶端与桌面板2底部相连，所述桌面板2侧面分别设置有蓝牙模块14、语音识别模块15、led驱动器16、锂电池17、电源总开关19、报警模块20、有毒气体传感器21、单片机6、第一电机7、第二电机11、音响设备8和光线传感器9，桌面板2上表面设有压力传感器10、微型触摸屏13和led保护灯罩18，所述桌面板2上表面内部设有led模块12，led保护灯罩18设于led模块12上方，led保护灯罩18内的拉力弹簧与第二电机11连接，所述单片机6分别与蓝牙模块14、语音识别模块15、led驱动器16、锂电池17、电源总开关19、报警模块20、有毒气体传感器21、第一电机7、第二电机11、音响设备8、光线传感器9、压力传感器10和微型触摸屏13相连，led驱动器16与led模块12相连。
进一步地，所述单片机模块为stm32单片机。
进一步地，所述led模块为内嵌式设置在桌面板内部。
进一步地，所述光线传感器为amis-7480x型环境光线传感器。
进一步地，述底座底部设有桌脚护垫。
进一步地，桌面板的材质为半透明状的聚氯乙烯材料。
进一步地，所述led保护灯罩由三棱柱型的聚氯乙烯材料制成。
进一步地，所述升降杆内部设有与第一电机相连的升降液压缸。
进一步地，所述锂电池为锂离子电池。
进一步地，所述所述语音识别模块为icroute公司生产的ld3320，所述报警模块为有源蜂鸣器，所述压力传感器的型号为hdp401，所述有毒气体传感器为鸿瑞泰电子公司生产的mq138有毒气体传感器，所述微型触摸屏的型号为mt500，所述蓝牙模块的型号为hc-06,所述音响设备为a2pro无线蓝牙小音箱，所述led驱动器优选为amc7150，所述led模块为全彩、中功率、防水的zbv-b5ec，所述升降液压缸的为mob4050轻型液压缸，所述电机为ecma-c10604rs型号、电压380v的伺服电机，所述拉力弹簧为jk005型不锈钢拉力弹簧，所述电源总开关为kag-01系列按钮电源总开关，所述升降杆的为柱状套筒型钢铁合金材料。
进一步地，所述光线传感器9、压力传感器10、的i/o引脚分别接stm单片机6的pc8、pc9引脚，并且通过pb2接5.1kω的上拉电阻，保证数据传输的准确性；所述语音识别模块15、蓝牙模块14、报警模块20分别接stm单片机6的pc6、pc7、pc10引脚，rst脚接pb4；所述第一电机7、第二电机11、有毒气体传感器21的i/o接口分别与stm单片机6的pc11、pc12、pb5引脚相接；所述微型触摸屏的i/o接stm单片机6的pb6引脚，所述开关19、led驱动器16、的i/o引脚分别接stm单片机6的pb8、pb9引脚，所述锂电池17、音响设备8的i/o引脚分别接stm单片机6的pc0、pc1。
结合附图4，该stm32单片机的最小系统图包括电源、单片机、时钟电路、复位电路；对于一个完整的设计来说，需要电源供电，电源模块的可靠是系统平稳运行的基础和前提。单片机系统都有晶振，全名叫做晶体振荡器，它结合单片机的内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，单片机运行的速度就越快，单片机接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率上。复位电路有按键复位和上电复位两部分组成，[1]按键复位：按键复位就是在复位电容c1)上并联一个开关，当开关按下时电容c1)被放电，rst也被拉到低电平，由于电容c1)充电，会保持一定的低电平来使单片机复位。[2]上电复位：stm32单片机为低电平复位，通常在复位引脚rst上接一个电容c1)到gnd，在连接一个电阻r1)到vcc,由此形成一个rc充放电回路，保证单片机在上电时rst脚上有足够的低电平进行复位，随后回归到高电平进行正常的工作。
结合附图5，一般串口只能下载代码，并不能实时跟踪调试，因而要利用调试工具，比如ulink、jlink、stlink等就可以实时跟踪程序，从而找到你程序中的错误，stm32单片机支持jtag和swd，所以我们有两种调试方法，此处采用jtag调试。
结合附图6，所示为功率驱动管与驱动芯片ir2112电机驱动电路，ir2112是高电压、高放大率mosfet(mos场效应管)和带独立的推挽放大器，为自举工作方式，门驱动供电范围10-20v.ir2112采用hvic和抗干扰cmos制造工艺，双列直插14脚封装，具有独立的低端和高端输入通道；悬浮电源采用自举电路，器高端工作电压可达500v，dv/dt＝±50v/ns，15v下静态功耗仅116mw,输出电源端脚3，即功率器件的栅极驱动电压)电压范围为10-20v；逻辑电源电压范围为5-15v，可方便与ttl、cmos电平相匹配，而且逻辑电源地和功率地之间允许有±5v的偏移量；工作频率高，可达500khz，开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns,图腾柱输出峰值电流为2a。
结合附图7，所使用的语音识别模块为icroute公司生产的ld3320,单片机通过读写寄存器可以把汉语拼音串的识别词传给ld3320，开始语音识别工作。该芯片具有以下特色：1)非特定人语音识别技术：不需要进行录音训练；2)可动态编辑的识别关键词语列表，只需要把识别的关键词语以字符串的形式传送进芯片，即可以在下次识别中立即生效。3)真正单芯片解决方案：不需要任何外接的辅助flash和ram；4)内置高精度a/d和d/a通道：不需要外接ad芯片，麦克风可直接接在芯片的ad引脚上；5)高准确度和实用的语音识别效果。
结合附图8，报警模块电路为蜂鸣器电路和三极管放大电路，使用驱动蜂鸣器的三极管为9012，三极管的类型为npn型，r1为基极的限流电阻，蜂鸣器为有源蜂鸣器，单片机给基极一个电平就能持续发声。
结合附图9，所述传感器电路包括恒流源电路和pt1000桥式电路，在图10中仅示意恒流源电路，同时r11选用为高精度电阻，使r58两端有较为精确的压差，减少部分检测误差；传感器采集到的模拟值传输给单片机进行处理。
结合附图10，所示led驱动电路，发光二极管led的电流通常为2-0ma,电压压降因颜色而异，一个pn结为1.8-2v；使用的为最简易的led驱动电路，通过限流电阻把led一端接到电源正端，另一端结ttl、sttl、fttl、lsttl等逻辑电路输出端。
结合附图11，hdp401型压力传感器采用ad620芯片，压力传感器的膜片受到压力时，电阻发生变化，电阻是在芯片内部的，构成一个惠斯通电桥，当电阻发生变化之后，电桥输出1mv级的差分信号，这时，我们通过放大电路，把这个差分的毫伏信号放大到伏级，就可以直接通过ad芯片或者单片机的ad采集了，当然还需要注意的就是传感器的供电方式，一般有两种，一种是电压型的，就是输入恒定电压，另一种是电流型的，需要提供一个恒定的电流。我使用的传感器就是1.5ma电流型的，1.5ma是最大电流，电流型的使用起来稍微麻烦一点，需要设计一个恒流源，但其优点是精度相对较高，受温度影响较小，对于高精度的应用场合，电流型更具有优势。
结合附图12，所述蓝牙模块采用hc-06，该模块采用csr蓝牙芯片，遵循v2.0协议标准，模块尺寸为3.57×1.52cm，串口txd、rxd与单片机的引脚直接连接。
结合附图13，采用mt500触摸屏与stm32单片机一对一通信。把触摸屏的plc2329针插座与带有rs232接口的stm32单片机相连接这种接法的电缆也可用于与pc机通信或做通信摸拟。作pc机通信时在连接pc机端的db9短接4—6、7—8。由于at89c52单片机无rs232接口，因此需要扩展一片max232，把rxd、t×d的ttl电平转换成rs232电平。
工作原理：正常用户在使用写字台时，按下电源总开关19，锂电池16给写字台供电，同时第二电机11正转，使led保护灯罩内的拉力弹簧拉伸，带动led保护灯罩打开，光线传感器9检测光强度，当光线暗时(一般为夜晚)，led驱动器16驱动led模块12点亮，实现照明，当压力传感器第一次检测到压力信号时，第二电机11驱动升降液压缸使升降杆3升高，压力传感器第二次检测到压力信号时，第二电机11驱动升降液压缸使升降杆3降低，通过微型触摸屏13可以设置一些电机转动时间、转动频率等参数，当有毒气体传感器21检测到有毒气体时，通过报警模块的蜂鸣器持续发声报警，当用户心情不好时，通过语音识别模块15，识别用户的语音，单片机6控制蓝牙模块14连接到手机，通过音响设备8播放音乐缓解压力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。