基于ACM32F030的电动牙刷方案

ACM32F030系列的MCU介绍

ACM32F0X0 系列是一款支持多种低功耗模式的通用MCU。集成12位1.6 Msps高精度ADC以及比较器、运放、触控按键控制器、段式LCD控制器，内置高性能定时器、多路UART、LPUART、SPI、I2C等丰富的通讯外设，内建AES、TRNG等信息安全模块，支持多种低功耗模式，具有高整合度、高抗干扰、高可靠性的特点。本产品采用ARM Cortex-M0系列内核，最高工作频率64MHz。足以满足一般的电动牙刷方案的需求

方案简介

采用ACM32F030作为主控芯片，基于磁悬浮电机提出一款电动牙刷的设计方案

人机交互系统

本文论述的设计方案中的人机交互功能是采用简单的LED和按键的方式进行实现。共有1个按键和6个LED。按键需实现设备的开关机以及模式切换功能。设备会根据按键按下时间的长短来判定当前的动作是需要切换模式或是开关机操作。6个LED中有3个用于工作模式指示，最大可支持7种工作模式（23−1），本设计方案中仅提供了三种模式。另外3个LED用于系统状态指示，包括正常，欠压，充电，充满4种电压状态

电源及功耗管理

电动牙刷产品的续航能力也是一直备受人们关注。本设计方案在低功耗的处理，摒弃了一般的休眠方式，直接采用关闭电源来避免设备在不工作状态下的设备功耗

智能管理系统

智能管理系统分为两个部分，一部分为上位机的数据处理，由云端处理，另一部分是电动牙刷数据记录和传输。整个的实现过程可简述为，电动牙刷通过惯性测量仪QMI8658C记录电动牙刷在使用过程中的运动轨迹，并实时将该部分数据以及整个系统的工作参数通过BLE发送到手机，手机连接云端，并将数据传输至云平台进行数据解析，分析用户刷牙的健康指数，并将相关建议反馈至手机

电机驱动系统

电动牙刷的驱动系统是通过H桥芯片MX612E进行处理，本设计中的电动牙刷采用磁悬浮电机，内部构造和直流无刷电机相似，但相比于直流无刷电机，其仅有两相输入端。这也就造成该电机在通电后，正负极不变的情况下，电机旋转至某一角度形成平衡后将会停止旋转。切换正负极后则又会在另一个方向旋转形成平衡。在电动牙刷的正常工作中，是通过两相的正负极切换来使电机正反旋转从而带动刷头做高频运动的。因此，其电机速度的控制依靠于输出PWM的输出频率而非占空比

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