随着人类文明的进步,人们越来越重视健康,尤其是在当前新冠肺炎疫情的情况下。出门戴口罩,回家消毒洗手尤为重要,洗手已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。这里诞生了很多与洗手有关的产品,主要分析一款接近感应自动出液的产品——智能语音感应洗手液。
与传统的按压式洗手液相比,智能语音感应洗手液具有以下优点:1、非接触式、更卫生;2、自动出液,更方便;3、出液量可调,缺液提醒,更智能;4、语音提示,更人性化。基于上述优势,它得到了市场的大力认可,可以在主要的网上购物平台上看到,销售可观。
那它的工作原理呢?
智能语音感应洗手液主要由几个功能部件组成MCU;2.红外接近传感器;3.减速电机;4.按钮和LED灯;5、语音IC和喇叭。工作原理是红外接近传感器检测到物体接近,然后将信号传输给主控MCU,主控MCU接收信号后,控制电机旋转,驱动液体从出口流出。在整个过程和按键操作中都会有语音提示,由主控制MCU指令控制语音IC播放声音。
在多、快、好、省的前提下,如何选择开发方案?
这里推荐一套主控解决方案MCU WT588F02B语音IC(带红外接近传感功能code)。理由是WT588F02B语音IC它解决了红外接近传感的功能,减少了主控MCU开发工作量和初步验证调试时间。此外,接近信号的传输和控制声音播放指令统一使用标准uart接口,方便主控MCU选品开发的失败率大大降低了选降低了产品开发的失败率。
WT588F02B是什么样的IC呢?
首先,WT588F02B该芯片是一种具有16位的多功能语音芯片PWM输出可直接驱动8欧0.25W喇叭;其次,它也是一个强大的数据处理芯片(DSP),自带累加器,能快速处理压缩和解码算法;此外,它有丰富的引脚,与一线通信、UART、IIC、SPI等;最后,WT588F02B还是一颗FLASH型芯片可以反复擦写,支持掉电记忆功能,不需要多用IO引脚实现电压检测功能。
下面我们详细了解一下这个方案:
智能语音感应洗手液设计方案概述
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1.1、应用框架图
1.2框架图介绍:
主控MCU通过Uart发送指令控制WT588F0B播放声音,停止播放; 主控MCU通过Uart获取红外传感器信号(或主动发送接近信号); 主控MCU控制电机出液; 按键设置出液量;
1.3语音提示内容:
缺液语音提示; 低电量语音提示; 按键操作语音提示; 讲文明、讲卫生的宣传语(主要应用于公共场所)
器件选型及原理图
2.1器件选型:
部位 |
型号 |
特性概述 |
语音IC |
WT588F02B-8S |
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- WT588F02B基本功能和特性
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1).16位DSP语音芯片、32Mhz内部振荡;
2).工作电压2.0~5.5V;
3).16bit的PWM/DAC输出,可直接驱动8R 0.5W喇叭;
4).支持6K~32Khz的WAV文件;
5).客户可以通过配套下载测试板在线更换芯片内部语音内容;
6).支持32768段地址,有更多需求可以扩展;
7).芯片内部有200K byte 的存储空间(不包括主控程序);
8).低电压检测功能;
2.2设计原理图:
2.2.1WT588F02B-8S应用原理图如下
2.2.2接口介绍:
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1 |
UART TX |
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2 |
UART RX |
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3 |
红外感应监测口 |
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4 |
红外感应器件控制 |
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5 |
声音输出脚,接喇叭一端 |
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6 |
电源正 |
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7 |
声音输出脚,接喇叭另外一端, |
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8 |
电源负 |
3.WT588F02B功能介绍:
WT588F02B-8S内置标准UART异步串口接口,属于3.3V TTL电平接口。通讯数据格式是:起始位:1位;数据位:8位;奇偶位:无;停止位:1位。使用电脑串口调试助手,需要正确设置串口的参数,设置如图:
指令格式
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0X00 |
0X7E |
见下文 |
见下文 |
见下文 |
见下文 |
0XEF |
返回格式
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0X7E |
04 |
见下文 |
见下文 |
见下文 |
0XEF |
语音类串口指令:只有指令长度和校验是正确的,才会判断命令;命令不存在时,没有返回值,参数过多也没有返回值,参数错误返回01
注意:“长度”是指长度(1字节)+命令码(若干字节)+参数(若干字节)+校验和(1个字节)的长度(字节数);
“累加和校验”是指长度+命令码+参数的累加和的低字节;
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00 |
代表成功 |
01 |
代表失败 |
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开启红外检测功能 |
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关闭红外检测功能 |
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查询红外检测结果 |
返回 01表示有物体接近,00,则反之 |
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取消红外检测结果响应 |
检测到物体接近时,主动反馈结果,一直拉高TX(平时是低),直到收到此命令才拉低TX.这能保证主控MCU能及时收到接近信号; |
4.程序范例
以STC15 单片机为例:
串口/定时器初始化Init()
/*************************************************************************/
void Init(void)
{
/* *************串口1初始化****************/
SCON = 0x50; //8-bit variable UART
TMOD = 0x20; //Set Timer1 as 8-bit auto reload mode
TH1 = TL1 = -(FOSC/12/32/BAUD); //Set auto-reload vaule
TR1 = 1; //Timer1 start run
ES = 1; //Enable UART interrupt
/**************IO供电时钟芯片初始化****************/
P2M0|=0X02;
P21=1; //推挽输出高电平,可提供十几毫安电流给时钟芯片
/* *************定时器0初始化****************/
AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TL0 = 0x00; //设置定时初始值
TH0 = 0xA8; //设置定时初始值
TF0 = 0; //清除TF0标志
ET0 = 1; //使能定时器中断
TR0 = 1; //定时器0开始计时
/* *************看门启动****************/
WDT_CONTR = 0x04; // //18.432M : 0.68s
WDT_CONTR|=0x20;
EA = 1; //Open master interrupt switch
}
/***********************************************************************/
串口发送函数SendData(byte dat)
/*----------------------------
Send a byte data to UART
Input: dat (data to be sent)
Output:None
----------------------------*/
void SendData(BYTE dat)
{
//Wait for the completion of the previous data is sent
while (busy1);
busy1 = 1;
SBUF = dat; //Send data to UART buffer
}
/*************************************************************************/
语音播放函数 send_uart_play()
void send_uart_play(unsigned char len) // 7E 05 A0 00 01 A6 EF
{
unsigned char i,j,sum=0;
j=len+2;
send2_buf[0]=0x7e;//
send2_buf[1]=len+2;
for(i=0;i<len;i++)send2_buf[2+i]=tempdata[i];
for(i=1;i<j;i++)sum+=send2_buf[i];
send2_buf[len+2]=sum;
send2_buf[len+3]=0xEF;
SendData(0x00);//低电平唤醒串口
for(i=0;i<(len+4);i++)SendData(send2_buf[i]);
}
WT588F02B系列语音芯片目前有3种封装形式,分别为:SOP8、SOP16、SSOP24。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,提供快捷的语音芯片、智能物联网应用解决方案。WT588F系列应用设计方案,在智能闹钟、智能水杯、雾化加湿器等消费电子行业领域内已有成熟的应用案例。消费类电子产品应用是公司重要的发展领域,未来,唯创知音将在更多行业推出标准化语音芯片,进一步提升工程师的设计体验,为消费类电子行业标准化赋能。