基于STM32單片機的壓縮霧化器控制界面的設計

袁鵬飛 袁曦 施雪露

摘要：本文主要介紹了一種基于STM32單片機的壓縮霧化器的控制界面，此霧化器可以使用觸摸屏設置界面來控制壓縮電機的轉速與轉向從而實現對藥液不同程度的霧化；還可以通過觸摸屏來顯示出用戶設置的存儲信息和操作記錄等以便查詢；此霧化器還可以實現定制控制，針對不同的人群以及不同的病情來設置不同的霧化方式。

關鍵詞：STM32單片機；霧化器；控制界面

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）05-0004-02

近年來，氣候的惡劣變化使越來越多的人患上了呼吸道疾病，針對肺部疾病的治療，霧化治療是比較好的方式[1]；霧化器將藥物進行霧化后使人吸入體內，比普通口服藥物見效更快、用藥更少[2]。因此，這種治療方式被各大醫院廣泛使用。

為了更好的治療效果，使用不同的藥液對不同的用戶進行霧化治療時要能根據藥液的特性等使用不同的霧化強度進行霧化[3]，但是，現有技術中的霧化器中存在不能保存用戶設置[4]，且可調節霧化范圍較小等問題。針對現有方案中的不足，此霧化器軟件界面調整霧化強度、具備對設置的記憶功能等方面進行了相應的優化。

除此之外，電控單元的使用還可以讓此款霧化器能夠拓展如液位監測報警等的輔助功能。使用戶使用更加方便、快捷。

1 系統的整體框圖

系統的整體框圖主要包括電源模塊、STM32單片機模塊[5]、觸摸屏界面模塊、電機驅動模塊等，系統的整體電路組成框圖如圖1所示。

STM32單片機模塊是該霧化器設計的核心部分，此模塊的主要功能是：產生PWM調制波形、處理信號并將相應信息顯示在觸摸屏上、把用戶設置存儲在STM32單片機模塊的EEPROM中，在觸摸屏界面的操作下對信息進行相應的提取和運行。

2 觸摸屏界面模塊

觸摸屏界面模塊采用的是3.2英寸真彩TFT觸摸屏，其功能主要是顯示電機轉速、操作按鈕和剩余霧化時間等信息。并且可以通過界面進行選擇霧化程度、設置用戶信息。

控制界面主要由emWin[6]設計，emWin圖形庫提供了圖形LCD設計的高級支持，大大簡化了LCD設計。提供了免費的商業圖庫、易于使用、提升MCU性能和色彩保真度。

與早期計算機使用的命令行界面相比，圖形化的用戶界面更方便，易于使用。此霧化器控制界面設計的重要原則是以用戶為中心，界面中的文字簡潔明了、圖標直觀、結構清晰；當用戶使用霧化器時，能確保用戶根據界面提示能夠正確地對霧化器進行操作和使用。

在emWin中，小工具是具有對象類型屬性的各種窗口；在窗口界被稱為控件，是組成用戶界面的元素。它們可自動對某些事件作出反應；例如，按下某按鈕后，它可以不同狀態顯示。小工具需要創建，具有可在存續期間隨時更改的屬性， 并通常在不再需要時被刪除。在此控制界面中，用到了表1所示控件。用戶界面是一個軟件的用戶與系統間的橋梁，界面設計的優良直接影響著用戶對軟件體驗的評價。本文所展示的界面除了實現用戶基本功能外還兼顧了美工美學、清新透明等特性。

在控制界面的設計中，主要利用LCD觸摸屏的按鍵來實現對壓縮電機的速度的調節，通過導線將主控板PWM信號輸出端以及正反轉信號控制口與驅動模塊輸入端子相連接，驅動板輸出端接負載電機。通過按LCD觸摸屏程序“加速”或者“減速”按鈕來控制電機轉速變化[7]，從而實現對霧化器霧化程度的控制。如圖2所示。

3 壓縮霧化器的原理實物圖（圖3）

4 結語

經測試，此款壓縮霧化器的控制界面能夠比較有效的實現對大功率電機的轉向與轉速的控制，故按照此原理可以生產出比較方便實用的壓縮霧化器。

另外，STM32單片機基于ARM CortexM處理器。它能支持32位廣泛的應用，具有強大的功能；使得此款壓縮霧化器在日后的生產生活中具有很好的可塑性和可開發性，我們可以根據用戶的不同需求對霧化器進行相應的升級；譬如根據藥品的種類、藥品的濃度來選擇不同的霧化顆粒大小；再或者根據患者年齡的大小、患病的種類、患病的時間來選擇不同的霧化量及霧化時間等。近年來，霧化器越來越普及，希望本文能對未來霧化器的發展起到一定的幫助。

參考文獻

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