本發(fā)明涉及一種電路及控制方法，更具體說，它涉及一種智能梳妝鏡電路及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出，智能家具系統(tǒng)逐步受到認(rèn)可和重視。目前國(guó)內(nèi)的智能家具系統(tǒng)主要研究重點(diǎn)在燈光控制、家用電器、視頻監(jiān)控等領(lǐng)域，在梳妝鏡等生活必需品上涉足較少。因此目前國(guó)內(nèi)大部分梳妝鏡仍然只采用傳統(tǒng)的光學(xué)平面成像方法，由于該方案無法使梳妝鏡接入網(wǎng)絡(luò)，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、多功能化，故其具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、無法定制個(gè)性化數(shù)據(jù)分析等諸多缺點(diǎn)。

部分企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了傳統(tǒng)梳妝鏡的不足，著手研發(fā)了數(shù)字化梳妝鏡，并得到了一定的社會(huì)認(rèn)可。但他們研發(fā)的梳妝鏡主要用于大型購(gòu)物市場(chǎng)、品牌門店的使用，具有價(jià)格昂貴、人機(jī)交互不便、便攜式能力不足等缺點(diǎn)。因此，開發(fā)一款數(shù)字化、家用化、交互能力強(qiáng)的智能梳妝鏡勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)合理、電路可靠、運(yùn)行效率較高的智能梳妝鏡電路及控制方法。

智能梳妝鏡電路，包括單片機(jī)控制模塊、串口模塊、sd卡模塊、攝像頭模塊、顯示模塊、按鍵模塊、供電模塊和串口服務(wù)器；

所述單片機(jī)控制模塊包括：stm32f103vct6單片機(jī)、8m晶振、復(fù)位按鍵、lt1117-3.3v芯片、電阻及電容；單片機(jī)、晶振和復(fù)位按鍵共同構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)；lt1117-3.3v芯片及電容實(shí)現(xiàn)了5v轉(zhuǎn)3.3v的電平轉(zhuǎn)換，從而為單片機(jī)進(jìn)行供電；

所述串口模塊包括：max3232芯片、rs232接口及電容，單片機(jī)串口連接至max3232芯片的11、12腳，max3232的14腳、13腳分別接至rs232的2腳、3腳，從而保證接口和電平的統(tǒng)一；

所述sd卡模塊包括：sd卡卡槽及上拉電阻，單片機(jī)sdio端口直接與sd卡卡槽端口連接，同時(shí)該端口通過上拉電阻接至3.3v電源；

所述攝像頭模塊包括：ov7670攝像頭、fifo芯片al422b及電容電阻；ov7670攝像頭連接至fifo芯片將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至緩沖區(qū)中，單片機(jī)與fifo芯片相連從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，完成圖像采集功能；

所述顯示模塊包括：一塊使用ssd1963作為驅(qū)動(dòng)芯片的4.3寸液晶屏，引腳直接與單片機(jī)連接，通過fsmc接口完成對(duì)液晶屏的操作；

所述按鍵模塊包括：一塊型號(hào)為mt008-a的五向開關(guān)，3個(gè)按鍵及部分上拉、限流電阻；單片機(jī)引腳直接通過上拉、限流電阻后與按鍵連接；

所述電源模塊包括：lm2596芯片、33uh電感、二極管、電位器及電容；輸入電壓為12v，通過dc-dc電壓穩(wěn)壓后，輸出電壓為5v。

這種智能梳妝鏡電路的控制方法，包括如下步驟：

步驟一，系統(tǒng)初始化，即單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘、lcd、rtc、串口、攝像頭等模塊初始化，為后續(xù)功能的正常工作提供基礎(chǔ)；

步驟二，依據(jù)自定義的協(xié)議發(fā)送指定命令，并接收服務(wù)器數(shù)據(jù)；

步驟三，在lcd上顯示基礎(chǔ)界面，并根據(jù)接收到的服務(wù)器數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)；

步驟四，循環(huán)掃描標(biāo)志位、端口電平，監(jiān)測(cè)是否有新的攝像頭數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)、按鍵請(qǐng)求等，如果有則根據(jù)請(qǐng)求做出相應(yīng)的響應(yīng)。

作為優(yōu)選：步驟二中，上位機(jī)與下位機(jī)通信的自定義協(xié)議如下：

第一，當(dāng)下位機(jī)發(fā)送“temp”時(shí)，上位機(jī)返回天氣數(shù)據(jù)；當(dāng)下位機(jī)發(fā)送“time”時(shí)，上位機(jī)返回時(shí)間數(shù)據(jù)；當(dāng)下位機(jī)發(fā)送“numb”時(shí)，上位機(jī)返回服務(wù)器中的圖片總數(shù)；當(dāng)下位機(jī)發(fā)送“file,*.txt”(“*”為阿拉伯?dāng)?shù)字)時(shí)，上位機(jī)返回第*張圖片的圖片數(shù)據(jù)；

第二，當(dāng)上位機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)格式為：串口數(shù)據(jù)發(fā)送開始字符axff，數(shù)據(jù)含義指示符bx0*(“*”為阿拉伯?dāng)?shù)字)，具體數(shù)據(jù)0x**，串口數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束字符ax00。其中，每一個(gè)字段以逗號(hào)作為分隔符。

作為優(yōu)選：步驟四中，攝像頭每一次場(chǎng)中斷都會(huì)觸發(fā)一次中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中將相關(guān)標(biāo)志位置位，以保證主函數(shù)中對(duì)新照片數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和處理。

作為優(yōu)選：步驟四中，每秒會(huì)觸發(fā)一次rtc中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中更新時(shí)間，并將標(biāo)志位置位。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在硬件上利用stm32單片機(jī)作為核心，融合了串口、sd卡、攝像頭、液晶屏、按鍵模塊，通過串口服務(wù)器，將數(shù)據(jù)通過tcp/ip協(xié)議發(fā)送至服務(wù)器；同理，服務(wù)器返回的報(bào)文利用串口服務(wù)器解析后發(fā)還至單片機(jī)，從而完成下位機(jī)與上位機(jī)的通訊。此外，本發(fā)明利用按鍵和液晶屏與用戶進(jìn)行交互操作，實(shí)現(xiàn)了集多種功能于一身，操作簡(jiǎn)單便捷，便于商家推廣產(chǎn)品，數(shù)據(jù)管理方便，設(shè)計(jì)成本低，用戶體驗(yàn)好，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為各模塊關(guān)系圖；

圖2為單片機(jī)控制模塊電路圖；

圖3為串口模塊電路圖；

圖4為sd卡模塊電路圖；

圖5為攝像頭模塊電路圖；

圖6為顯示模塊電路圖；

圖7為按鍵模塊電路圖；

圖8為電源模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。下述實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

如圖1所示，所述智能梳妝鏡上位機(jī)是指在服務(wù)器中運(yùn)行的一個(gè)進(jìn)程及存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)相關(guān)圖片，可為下位機(jī)提供更新時(shí)間、天氣、圖片等服務(wù)；所述單片機(jī)控制模塊采用stm32f103單片機(jī)作為智能梳妝鏡下位機(jī)的核心，用于處理相關(guān)數(shù)據(jù)及交互信息；所述串口模塊采用rs232接口與串口服務(wù)器相連接，用于向服務(wù)器發(fā)送串口指令以及接收從服務(wù)器上下載的數(shù)據(jù)，為單片機(jī)控制模塊提供數(shù)據(jù)支持；所述sd卡模塊用于存儲(chǔ)相關(guān)圖片；所述攝像頭模塊采用ov7670攝像頭采集照片；所述顯示模塊用于顯示攝像頭采集的照片以及從服務(wù)器上下載的圖片，同時(shí)顯示梳妝鏡當(dāng)前的狀態(tài)及模式；所述按鍵模塊用于實(shí)現(xiàn)選擇、控制梳妝鏡的模式；所述供電模塊用于為串口服務(wù)器、單片機(jī)供電；所述串口服務(wù)器是是連接單片機(jī)和服務(wù)器的媒介，用于將下位機(jī)的串口數(shù)據(jù)采用tcp/ip協(xié)議發(fā)送至上位機(jī)，將上位機(jī)發(fā)回的報(bào)文解析后通過串口發(fā)回下位機(jī)。

智能梳妝鏡上位機(jī)即為服務(wù)器，智能梳妝鏡下位機(jī)包含單片機(jī)控制模塊、串口模塊、sd卡模塊、攝像頭模塊、顯示模塊、按鍵模塊、供電模塊和串口服務(wù)器。串口服務(wù)器作為中介，通過tcp/ip協(xié)議與上位機(jī)通信，通過串口與下位機(jī)通信。用戶可通過按鍵模塊、顯示模塊、攝像頭模塊與系統(tǒng)進(jìn)行交互，即攝像頭采集用戶圖像，并在顯示模塊顯示，用戶通過按鍵對(duì)梳妝鏡的模式、狀態(tài)進(jìn)行控制。

如圖2所示，單片機(jī)控制模塊主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)及單片機(jī)供電模塊組成。單片機(jī)采用stm32f103vct6，該單片機(jī)flash大小為256kb，ram大小為48kb；晶振采用8m晶振，通過電容連接在單片機(jī)osc_in和osc_out兩個(gè)引腳和地之間；復(fù)位模塊通過按鍵、電阻和電容連接在單片機(jī)reset引腳上，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位功能；由于單片機(jī)供電電壓為3.3v，而供電模塊為單片機(jī)供電電壓為5v，因此需要采用1117-3.3芯片作為穩(wěn)壓管提供3.3v的供電電壓，輸入輸出分別接電容濾波；為了保證單片機(jī)的正常工作，在電路板布局時(shí)，采用大量的電容連接在單片機(jī)的四邊，起到濾波穩(wěn)壓的作用。

如圖3所示，單片機(jī)pa9、pa10分別為串口1的txd和rxd，這兩個(gè)引腳直接連接max3232的11腳和12腳，11腳對(duì)應(yīng)的輸出腳為14腳，直接連接rs232的2腳，12腳對(duì)應(yīng)的輸入腳為13腳，直接連接rs232的3腳，從而實(shí)現(xiàn)接口和電平的統(tǒng)一，方便外接外部設(shè)備。

如圖4所示，由于單片機(jī)自帶硬件sdio接口，因此，sd卡dat0端口連接單片機(jī)sdio_d0端口(pc8)，sd卡dat1端口連接單片機(jī)sdio_d1端口(pc9)，sd卡dat2端口連接單片機(jī)sdio_d2端口(pc10)，dat3端口連接單片機(jī)sdio_d3端口(pc11)，sd卡clk端口連接單片機(jī)sdio_clk端口(pc12)，sd卡cmd端口連接單片機(jī)sdio_cmd端口(pd2)，sd卡cd端口連接單片機(jī)pg8，sd卡供電電壓為3.3v。除cd端口、供電端口、地以外，每個(gè)引腳都需要接上拉電阻。

如圖5所示，攝像頭模塊由ov7670、al422b組成，攝像頭數(shù)據(jù)端口db0-db7接至緩沖器1-4、11-14引腳；攝像頭pclk引腳接至緩沖器9腳上；緩沖器24腳接至單片機(jī)b8引腳；緩沖器21腳接至單片機(jī)b9引腳；緩沖器20引腳接至單片機(jī)b10引腳；緩沖器8腳接至單片機(jī)b11引腳；單片機(jī)引腳b14與行中斷href通過與非門接入緩沖器5腳。攝像頭時(shí)鐘信號(hào)xclk引腳連接至單片機(jī)a8引腳；攝像頭場(chǎng)中斷vsync直接接至單片機(jī)b15引腳；緩沖器輸出數(shù)據(jù)d0-d7分別接入單片機(jī)c0-c7引腳。從而單片機(jī)只需讀取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)即可。

如圖6所示，由于單片機(jī)自帶硬件fsmc接口，因此，液晶屏數(shù)據(jù)端口d0-d15分別接至fsmc_d0-fsmc_d15端口，rs接至單片機(jī)f0引腳，wr接至單片機(jī)d5引腳，rd接至單片機(jī)d4引腳，液晶屏供電采用5v供電。從而單片機(jī)通過控制rs、wr、rd端口電平選擇命令，通過fsmc接口傳輸數(shù)據(jù)，完成對(duì)液晶屏的控制操作。

如圖7所示，五向開關(guān)的上、下、左、右、確認(rèn)分別接至單片機(jī)g11、g15、g13、g14、f11引腳，并通過上拉電阻接入vcc；s2按鍵接入單片機(jī)c13引腳；s1按鍵接入單片機(jī)a0引腳；s4按鍵接入單片機(jī)d3引腳。當(dāng)按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)端口為低電平，當(dāng)按鍵釋放時(shí)，對(duì)應(yīng)端口為高電平。

如圖8所示，開關(guān)電源lm2596實(shí)現(xiàn)12v轉(zhuǎn)5v的穩(wěn)壓功能。其主要工作原理為：將基準(zhǔn)電壓連接比較器的負(fù)端，分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接其正端。將輸出電壓的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出同內(nèi)部基準(zhǔn)穩(wěn)壓值進(jìn)行比較，若檢測(cè)到電壓有差值，則通過放大器調(diào)節(jié)去芯片內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，從而穩(wěn)定輸出電壓。

這種智能梳妝鏡電路的控制方法，包括如下步驟：

步驟一，rcc初始化、lcd初始化、按鍵初始化、sd卡初始化、攝像頭初始化、設(shè)置圖片格式、rtc初始化、串口初始化，為后續(xù)功能的正常工作提供基礎(chǔ)，同時(shí)在液晶屏上顯示初始化是否成功。

步驟二，依據(jù)自定義的協(xié)議發(fā)送指定命令，分別向服務(wù)器發(fā)送“numb”、“time”、“temp”和“file,*.txt”(“*”為阿拉伯?dāng)?shù)字)，接收服務(wù)器數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)結(jié)果在液晶屏上進(jìn)行顯示。每當(dāng)接收到一個(gè)字節(jié)時(shí)，都會(huì)進(jìn)入串口中斷中，以逗號(hào)作為字段分隔符，每接收完成一個(gè)字段，就判斷字段的內(nèi)容，如果為數(shù)據(jù)含義指示符，則將標(biāo)志位置位，如果為具體數(shù)據(jù)，則根據(jù)標(biāo)志位將數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的變量中。

步驟三，在lcd上顯示logo圖標(biāo)、標(biāo)題、狀態(tài)欄裝飾及題首、顯示邊框等基礎(chǔ)界面，根據(jù)之前接收的數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并將最新數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上，以保證與用戶的交互實(shí)時(shí)性。

步驟四，循環(huán)掃描標(biāo)志位、端口電平，及時(shí)對(duì)新的攝像頭數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)、按鍵請(qǐng)求做出相應(yīng)的響應(yīng)。當(dāng)s2按鍵按下，單片機(jī)監(jiān)測(cè)到低電平，則切換顯示模式；當(dāng)s1按鍵按下，單片機(jī)進(jìn)入外部中斷，將標(biāo)志位置位，在主函數(shù)中切換圖片；當(dāng)s4按鍵按下，單片機(jī)監(jiān)測(cè)到低電平，保存照片；當(dāng)移動(dòng)五向開關(guān)時(shí)，單片機(jī)監(jiān)測(cè)到低電平，則觸發(fā)移動(dòng)圖片功能。由于五向開關(guān)采用監(jiān)測(cè)電平模式，因此可以一次按鍵多次觸發(fā)；由于切換顯示模式功能、保存圖片功能對(duì)下一幀照片有影響，且對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高，故也采用監(jiān)測(cè)電平模式；由于切換圖片功能僅對(duì)顯示的圖片有影響，且需要一次按鍵一次觸發(fā)，因此采用中斷模式。攝像頭每一次場(chǎng)中斷都會(huì)觸發(fā)一次中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中將相關(guān)標(biāo)志位置位，以保證主函數(shù)中對(duì)新照片數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和處理。系統(tǒng)每秒會(huì)觸發(fā)一次rtc中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中更新時(shí)間，并將標(biāo)志位置位，以保證在主函數(shù)中對(duì)新的時(shí)間進(jìn)行顯示。此外，系統(tǒng)每間隔1個(gè)小時(shí)向服務(wù)器請(qǐng)求一次最新數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。