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一、作品背景

在智能的2021年代，年輕的小伙伴都患上了懶惰的癥狀，我也一樣。
有一個難以入眠的夜晚，我打開了王者榮耀，我習(xí)慣了玩手機都要開著燈打，這樣可以減少對眼睛的損傷，終于，贏了好幾把，時間已經(jīng)到了凌晨2點半，我也開始有了睡意，當(dāng)我放下手機，準(zhǔn)備閉眼入睡時，發(fā)現(xiàn)燈光格外耀眼，心煩意亂，實在不想按下那下床走好幾步才能觸碰到的開關(guān)，但是房間的設(shè)計就是這樣，無法改變。無奈的我還是掙扎地下床按下了開關(guān)，這才安心入睡。
作為學(xué)電子專業(yè)的我并不妥協(xié)，我一定要設(shè)計一個不下床就可以關(guān)掉的燈。

二、功能要求

有了想法，就要大膽給自己一個功能要求，為了不下床關(guān)燈，沖！！！
藍牙彩燈的功能初步打算：
1、可以用手機控制燈的亮滅
2、可以用手機控制燈的亮度
3、可以用手機控制燈的任意顏色

三、實現(xiàn)基礎(chǔ)功能

有了功能要求，那能不能實現(xiàn)就要靠自己的技術(shù)了。

（一）、首先是要選材

１、LED選擇：WS2812
既然是想做任意顏色的燈，那么毫無疑問選擇最普遍的WS2812，24位全彩RGB彩燈，可以發(fā)出２＾２４＝16777215種顏色。

2、單片機選擇：STM32G0
在當(dāng)今MCU那么稀貴的情況下，當(dāng)然是要為自己的腰包考慮，WS2812的驅(qū)動時鐘大概需要800KHZ，速度要求很高，首先選擇stm32，看了一下價格，選擇了和藹可親的stm32g030c8t6，6元還包郵

3、通信模塊選擇：藍牙模塊JDY-31
要手機控制燈，首先想到用藍牙模塊，價格考慮，選擇全網(wǎng)最便宜的藍牙模塊JDY-31，比起HC-05，它更加小巧，就是連接速度不是很快

有了這3個主要材料，我們就可以開始設(shè)計一下原理圖

（二）、原理圖設(shè)計

１、單片機需要3.3V供電，首先設(shè)計一個電源部分，先用usb進行供電5V給ws2812，再用降壓芯片降壓到3.3V供給MCU，

2、設(shè)計一個單片機最小系統(tǒng)，以及預(yù)留一個下載接口，方便使用ST-LINK進行下載程序

３、然后要連接一個藍牙和一個按鍵作為控制，再預(yù)留一個LED作為指示燈

4、RGB燈的電路設(shè)計，這里兩組LED，用兩個IO口控制，防止LED過多導(dǎo)致信號失真

這樣一張原理圖就設(shè)計好啦

（二）、第一版本PCB設(shè)計

1、根據(jù)原理圖給定相應(yīng)的封裝導(dǎo)入PCB，再進行布局與布線，設(shè)計好一塊給淘寶客服能夠打印出來的PCB圖紙
2D:

3D:

然后交給淘寶，這里推薦嘉立創(chuàng)，便宜，質(zhì)量也高。
這是打印出來的第一板PCB：

（三）、焊接PCB板

１、打印出PCB之后，當(dāng)然是要把元器件焊接到PCB板上，第一塊板焊接的時候先不用一次性全部焊接上去，先焊接電源部分，看看電源芯片是否能夠正常工作，比如我畫的這塊板子USB母座封裝與原理圖不對應(yīng)，導(dǎo)致正負(fù)極直接反向，就很容易導(dǎo)致元器件損壞，檢測完電壓正常之后，再焊接其他元器件

（四）編寫單片機程序

單片機程序包含了很多知識
1、輕量級多任務(wù)系統(tǒng)
2、藍牙數(shù)據(jù)自定義控制協(xié)議、藍牙無線升級單片機
3、多種控制方式按鍵+藍牙
4、多功能按鍵，單擊、雙擊、長按
5、ws2812串聯(lián)控制
6、呼吸燈算法
7、顏色漸變算法
…

/***************************************** 函數(shù)名稱: DIS_TASK()* 輸入?yún)?shù): 無* 輸出參數(shù): 無* 功    能: 顯示任務(wù)******************************************/void DIS_TASK(void){	static u8 r=0,g=0,b=0,a=0,dir=0;	static int i,cnt=0;	static int color_rgb;    SCHTaskBegin(); //開始固定格式一定要的    while (1)    {		if(SysState.Dis_flag == 1)//可以更新顯示		{					/***********************靜態(tài)*******************************/					if(SysState.Dismode == DisMode_Static)//靜態(tài)					{						SysState.Dis_flag = 0;						RGB_Refresh(SysState.StaticRgb,LED_NUM);//顯示						RGB2_Refresh(SysState.StaticRgb,LED_NUM);//顯示					}										/***********************呼吸*******************************/					else if(SysState.Dismode == DisMode_Breathe)//呼吸					{						SysState.Dedlay_Time=20;						if(dir==0)						{							a += (1+a*10/0xff);							if(a > 0xf0)dir = 1;						}else if(dir)						{							a -= (1+a*10/0xff);							if(a <= 4)dir = 0;						}												r = ((SysState.StaticRgb>>16)%0x100)*a/0xff;						g = ((SysState.StaticRgb>>8)%0x100)*a/0xff;						b = ((SysState.StaticRgb>>0)%0x100)*a/0xff;						color_rgb = (r<<16) + (g<<8) + b;						printf("%d %d %d %d/r/n",r,g,b,a);						RGB_Refresh(color_rgb,LED_NUM);//顯示						RGB2_Refresh(color_rgb,LED_NUM);//顯示						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);					}										/***********************閃爍*******************************/					else if(SysState.Dismode ==DisMode_Twinkle)//閃爍					{						SysState.Dedlay_Time=200;//*SysState.Dedlay_Ratio/0x0f;;						RGB_Refresh(SysState.StaticRgb,LED_NUM);						RGB2_Refresh(SysState.StaticRgb,LED_NUM);						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);						RGB_Refresh(0,LED_NUM);						RGB2_Refresh(0,LED_NUM);						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);					}										/***********************漸變*******************************/					else if(SysState.Dismode ==DisMode_GraChange)//漸變					{						extern u8 GraChange_flag;						SysState.Dedlay_Time=100;//*SysState.Dedlay_Ratio/0x0f;						RgbAlg(&SysState.StaticRgb,&GraChange_flag);//漸變算法						RGB_Refresh(SysState.StaticRgb,LED_NUM);//顯示						RGB2_Refresh(SysState.StaticRgb,LED_NUM);//顯示						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);					}										/***********************蹦迪*******************************/					else if(SysState.Dismode == DisMode_DiscoDance)//蹦迪					{						SysState.Dedlay_Time=20;//*SysState.Dedlay_Ratio/0x0f;						RGB_Refresh(Static_DisColor[cnt],LED_NUM);						RGB2_Refresh(Static_DisColor[cnt],LED_NUM);						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);						RGB_Refresh(0,LED_NUM);						RGB2_Refresh(0,LED_NUM);						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time*50);					}										/***********************流水*******************************/					else if(SysState.Dismode == DisMode_RunWater)//流水					{						static int i=0,flag=0;						SysState.Dedlay_Time=100;						i++;						if(i == LED_NUM)						{							i=0;flag=!flag;						}						if(flag){		//設(shè)置顏色									RGB_Refresh(SysState.StaticRgb,i+1);							RGB2_Refresh(SysState.StaticRgb,i+1);							SysState.Dedlay_Time=50;//*SysState.Dedlay_Ratio/0x0f;							SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);						}						else{		//滅							RGB_Refresh(0,i+1);							RGB2_Refresh(0,i+1);							SysState.Dedlay_Time=50;//*SysState.Dedlay_Ratio/0x0f;							SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);						}											}										/***********************用戶*******************************/					else if(SysState.Dismode ==DisMode_User1)  //用戶					{						SysState.Dedlay_Time=1000;						RGB_Refresh(SysState.StaticRgb,1);						RGB2_Refresh(0,1);						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);						RGB2_Refresh(SysState.StaticRgb,1);						RGB_Refresh(0,1);						SCHCurTaskDly(SysState.Dedlay_Time);					}		}		SCHCurTaskDly(10);    }    SCHTaskEnd();  //結(jié)束固定格式一定要的}

（五）下載程序驗證

下載程序后測試ws2812是否正常工作

四、外殼設(shè)計

（一）CAD圖紙設(shè)計

感覺沒有一個外殼會很難看，添加一個外殼，讓世界變得美麗

（二）磨砂亞克力板

淘寶搜磨砂亞克力板定制，發(fā)送CAD圖紙給師傅，就可以給你做了
這是做好的亞克力板，是按照PCB板尺寸量身定做的

五、重新設(shè)計PCB

重新布局設(shè)計出來第3版本成品板：PCBV1.3

這是打樣后焊接好的樣子：

六、QT安卓APP設(shè)計

（一）界面設(shè)計

（二）QT程序設(shè)計

展示部分代碼：

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)    : QMainWindow(parent)    , ui(new Ui::MainWindow){    this->Start_Init();    this->File_Init();    this->BuleTooth_Init();    this->Label_Init();    this->PushButton_Init();    this->ColorSlider_Init();    this->setFocus();}MainWindow::~MainWindow(){    bin_save(FileInfo);    delete ui;}//起始代碼void MainWindow::Start_Init(){    //設(shè)置背景圖片    this->setStyleSheet("QMainWindow{border-image: url(:/pic/btmenuv2.jpg);}");    //獲取屏幕大小    QScreen *screen = QApplication::screens().at(0);    src_w = screen->size().width();    src_h = screen->size().height();    if(src_w <= 0  || src_h <= 0)    {        src_h = 2267;src_w = 1080;        this->setGeometry(0,0,src_w,src_h);//1080   2267        qDebug() << "src get err ======== "<< src_w <<src_h << endl;    }    else    {        this->setGeometry(0,0,src_w,src_h);//1080   2267        qDebug() << "src get ok ======== "  << src_w <<src_h << endl;    }}//藍牙初始化void MainWindow::BuleTooth_Init(void){    //藍牙連接初始化代碼    timer_conflag = new QTimer;    ptimer = new QTimer;    //QBluetoothDeviceDiscoveryAgent 這個是指掃描周圍藍牙設(shè)備！    discoveryAgent = new QBluetoothDeviceDiscoveryAgent();    //QBluetoothLocalDevice 是指配置獲取設(shè)備的藍牙狀態(tài)信息等！    localDevice = new QBluetoothLocalDevice();    //QBluetoothSocket指進行鏈接藍牙設(shè)備，讀寫信息！    socket = new QBluetoothSocket(QBluetoothServiceInfo::RfcommProtocol);    //多窗口初始化    btcwindow = new BTMainWindow(this);    btcwindow->hide();    aboutwindow = new AboutMainWindow(this);    aboutwindow->hide();    connect(socket,           SIGNAL(readyRead()),           this,           SLOT(readBluetoothDataEvent())           );    connect(socket,           SIGNAL(connected()),           this,           SLOT(bluetoothConnectedEvent())           );    connect(socket,           SIGNAL(disconnected()),           this,           SLOT(bluetoothDisconnectedEvent())           );    localDevice->powerOn();//打開藍牙    discoveryAgent->start();//開始掃描}//顏色條初始化void MainWindow::ColorSlider_Init(void){    QColor color;    color.setRgb(0x00,0x00,0x00);    colorslider_R = new ColorSlider(this);    colorslider_G = new ColorSlider(this);    colorslider_B = new ColorSlider(this);    colorslider_A = new ColorSlider(this);    colorslider_R->init(ColorSlider::RGB,ColorSlider::RED,color,0x00,0xFF);qDebug() << color << endl;    colorslider_G->init(ColorSlider::RGB,ColorSlider::GREEN,color,0x00,0xff);qDebug() << color << endl;    colorslider_B->init(ColorSlider::RGB,ColorSlider::BLUE,color,0x00,0xff);qDebug() << color << endl;    colorslider_A->init(ColorSlider::RGB,ColorSlider::ALPHA,color,0x00,0xff);qDebug() << color << endl;    colorslider_R->setGeometry(100,200,880,60);    colorslider_G->setGeometry(100,400,880,60);    colorslider_B->setGeometry(100,600,880,60);    colorslider_A->setGeometry(100,800,880,60);}//按鈕初始化void MainWindow::PushButton_Init(void){    //刷新定時器    static QColor last_Color;    time1= new QTimer(this);    time1->start(1000);    connect(time1,&QTimer::timeout,[=](){       time1->start(100);       if(Connect_Flag == 1)//連接指示       {           Connect_Flag = 0;           btcwindow->hide();           this->show();           QMessageBox::information(this,tr("提示"),tr("藍牙連接成功!"));           QByteArray arrayData;    //發(fā)送空指令           QString s = QString("NONE/r/n");           qDebug() << s << endl;           arrayData = s.toUtf8();           socket->write(arrayData);           s.clear();           arrayData.clear();       }       if(last_Color != Color_sum)//發(fā)送指令       {           update();//更新           unsigned int color_d =   ((Color_sum.alpha()/16)<<24)+(Color_sum.red()<<16) + (Color_sum.green()<<8)                         + (Color_sum.blue()<<0) ;           QByteArray arrayData;           QString s = QString("COLOR:%1/r/n").arg(color_d);           qDebug() << s << endl;