手写绘图板论文

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1、2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘Lr-*（G题）【本科组】参赛队号：301302392013年9月6日摘要本次大学生电子设计大赛，我们组选择的是手写绘图板，任务是利用普通的PCB覆铜板设计和制作手写绘图输入设备。通过表笔与覆铜板接触，并测量接触点位置，进而实现手写绘图功能。最初我们的思路是通过测量电阻的变化，来确定表笔在铜板上的位置，但是由于铜板的电阻太小，电阻的变化实在太小，根本无法测量，所以行不通；我们乂用了惠斯通电桥的方法，电附的变化任然太小，该方案任然行不通。最后我们在试验的过程屮偶然发现对铜板加高频信号，表笔在铜板上滑动的过程中，示波器上显示的电压值冇相对明显的变

2、化，毫伏级别的。询W老师后，知道可能是长线原理的原因。我们就通过这里发现对信号进行放大滤波等变处理，将信号转化成我们能够采样的信号，然后STM32单片机对数据进行处理，在TFT彩屏上作和应的妞示。关键词：高频信号惠斯通电桥STM32单片机TFT彩屏1弓IW12魏谴12.1控制系统的论证与选择22.2LCD显示模块的论证与选择22.3硬件的没计32.3.1高频信号模块的设计32.3.2高频运放模块的设计32.3.3乘法器模块的设计32.3.4电源的设计32.4程序的没计42.4.1程序功能描述与设计思路42.4.2程序流程阁43设计实现53.1坐标点测量方、法53.2信号的处理54

3、测i式54.1测试方法54.2测试条件与仪器54.3测试结果及分析65组仑6附录1:电路原理图7附录2:源程序8手写绘【本科组】1引言本次大学生电子设计大赛，我们组选择的是手写绘图板，任务是利用普通的PCB覆铜板设计和制作手写绘图输入设备。通过表笔与覆铜板接触，并测量接触点位置，进而实现手写绘图功能。2系统方案方案一：测电压变化，由于PCB覆铜板电阻太小，很难直接测量电阻或者上面的电压变化，经过反复论证与比较我们搭建一个惠斯通电桥，先把电桥调节Y•衡，然后将覆铜板加入电路，电桥不平衡，我们将此时电桥不平衡的电压差进行放人，使其变化范围达到便于单片机处理的信号。但是由于电阻比较小，

4、造成的电压差也比较小，容易受到噪声干扰，放大结果变化不明显，同时由于接触的方式，用力的大小，对电压均会造成比较大的影响，而且经电压表检测，电压抖动比较;力:害，不利于处理，所以放弃。。。方案二：方案二：测量高频电压变化，当铜片通过高频交流电时，由于长线传输效应：，铜片上的寄生电容和寄生电阻不可忽略，因此电压会有较大变化，我们可以检测该信号，进行放大，整流，滤波，再进行单片机的ad采样处理，最后在TFT彩屏上显示相应的点。本系统主要由高频信号模块模块、高频运放模块模块、乘法器模块模块、滤波电路模块、AD采样模块、单片机处理模块、LCD显示模块、电源模块组成，系统总体框图如图1所示，

5、下面分别论证这儿个模块的选择。高频信号模块图1系统总体框图2.1控制系统的论证与选择选择一：采用通用的51单片机作为主控制器。51单片机通用灵活、价格低廉、使用方便，但此单片机字长有限，数据处理能力很弱，处理速度较慢，资源不够丰富，需要扩展较多的外围电路，降低了系统的可靠性，增加了制作的费用，难以满足木设计要求。选择二：采用STM32这款单片机，这款单片机具有十分不错的性能；STM32的优异性体现在如下儿个方面：1）超低的价格。以8位机的价格，得到32位机，是STM32最大的优势。2）超多的外设。STM32拥有包括：FSMC、TIMER、SPI、IIC、USB、CAN、IIS、S

6、DIO、ADC、DAC、RTC、DMA等众多外设及功能，具有极高的集成度。4）优异的实时性能。84个屮断，16级可编程优先级，并且所有的引脚都可以作为屮断输入。5）杰f11的功耗控制。STM32各个外设都有0己的独立时钟开关，可以通过关闭相应外设的吋钟来降低功耗。6）极低的丌发成木。STM32的开发不需要昂贵的仿真器，只需要一个串门即可下载代码，并II支特SWD和JTAG两种调试口。SWD调试可以为你的设计带来跟多的方便，只需要2个IO口，即可实现仿真调试。所以选择这款单片机完全能够满足我们的全部需要。综合以上二种方案，选择方案二。2.2LCD显示模块的论证与选择选择一：采用12

7、864显示，12864—般是单色的液晶显示屏，价格相对较高，程序比较复杂。选择二：采用TFT液晶显示，TFT的聚焦性能良好。与CRT相比，TFT的另一技术优势是，它不会产生儿何差错。由于不需使用电了朿扫描屏幕上每一行，故TFT屝幕不会闪动。缺点是视角过小，响应逨度慢，功耗较大。综合以上二种方案，选择方案二。2.3硬件的设计2.3.1髙频信号模块的设计AD9850是AD公司生产的最高时钟为125MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器，主要由可编程DDS系统、高性能数模变换器