20xx年全國電子設(shè)計(jì)大賽基于單片機(jī)優(yōu)秀論文-預(yù)覽頁
【正文】 電容充放電原理 方案二：采用測 覆銅板四角到表筆間的 電阻 構(gòu)成電橋，并如 下圖所示 將被測 電橋橋臂 電阻 R，放入 恒流源電路中 ， 并用 AD測出 Rx 兩端的電壓 U。 如圖所示，開關(guān)置 1 期間為 ton，置 2期間為 toff，周期為 T=ton+toff。 2 方案 設(shè)計(jì) 與 論證 根據(jù) 設(shè)計(jì) 的要求，設(shè)計(jì)任務(wù)主要完成 表筆觸 點(diǎn) 的精確顯示以及手寫繪圖的 功能 ，并能 達(dá)到低功耗的要求， 同時(shí) 進(jìn)行 顯示。功耗為總電流乘 12V；功耗越低得分越高。 （ 2）繪圖功能。 （ 3）能正確顯示觸點(diǎn)四象限位置。表筆可與覆銅板表面任 意位置接觸，電路應(yīng)能檢測表筆與銅箔的接觸，并測量觸點(diǎn)位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)手寫繪圖功能。 關(guān)鍵詞： 手寫繪圖 ； LM3S3748； 精度 ； 低功耗 Abstract In today39。 本作品基 32 位 ARM 控制器 LM3S3748 設(shè)計(jì)一個(gè) 手寫繪圖輸入設(shè)備 ， 設(shè)計(jì)選用 Luminary微處理器 LM3S3748 為主控芯片 ， 由信號 輸入 、信號采樣、算法處理和 LCD 顯示等部分組成， 以 完成 手寫繪圖的功能 ，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于提高精度以及低功耗 。尤其是單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用發(fā)展，基于單片機(jī)技術(shù)而研發(fā)的產(chǎn)品，為我們的生活提供了極大的方便與實(shí)用。 C 語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，增加了程序的可讀性，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊 化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡潔明了。普通覆銅板尺寸為 15cm 10cm，其四角用導(dǎo)線連接到電路，同時(shí)，一根帶導(dǎo)線的普通表筆連接到電路。 （ 2）能正確顯示觸點(diǎn)位于縱坐標(biāo)左右位置。 發(fā)揮部分 （ 1）進(jìn)一步提 高坐標(biāo)分辨率至 8mm 和 6mm；要求分辨率為 8mm 時(shí)，絕對誤差不大于 4mm；分辨率為 6mm 時(shí)，絕對誤差不大于 3mm。 （ 3）低功耗設(shè)計(jì)。如顯示文字，提高坐標(biāo)分辨率等。 電 源L M 3 S 3 7 4 8信 號放 大A D 信號 轉(zhuǎn)換 采集手 寫輸 入L C D 液 晶顯 示電 流 表 圖 2 系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng) 方案論證 根據(jù)的要求， 設(shè)計(jì)的覆銅板如下， 設(shè)計(jì)了 為了精確定位表筆觸點(diǎn) ，可以采取的方案如下： 圖 手寫板 方案一 : 測量 覆銅 板 四角到表筆間 電容充放電時(shí)間。而 toff 可以通過比較器 IC1 測 uo 的低電平的時(shí)間來 得到。 而且經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)待測 覆銅板四角到表筆間 電容，電感測量較為復(fù)雜可能導(dǎo)致電筆 定位不 精確 ，故選擇方案二。它是 降壓型電源管理單片集成電路能夠輸出 3A 的驅(qū)動(dòng)電流 ， 具有完善的 保護(hù)電路 、電流限制 ，而且具有低功耗的工作模式。 方案二： LM3S3748 具有 高性能的 32 位運(yùn)算能力 內(nèi)部的 ADC 模塊，配合 邏輯分壓電路構(gòu)成全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽設(shè)計(jì)報(bào)告 6 的簡單幅度輸入控制。 比較上述 三 種方案， LM3S3748 內(nèi)部具 有 高性能的 32 位運(yùn)算能力 內(nèi)部的 ADC 模塊 ， 處理速度快 ， 可以低功耗工作， 而且最為經(jīng)濟(jì)合理 ，所以本設(shè)計(jì)選用方案二。而且，從式中可以看出要提高靈敏度，一個(gè)辦法是改變電壓，但是它是有限度的；第二個(gè)方法就是選擇合適的 n 值。 圖 手寫板示意圖 將手寫板以 5mm 為 單位，對手寫板點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，建立一個(gè)數(shù)據(jù)表，測試時(shí)測出觸點(diǎn)處的數(shù)據(jù)，通過最小二分法，查表得 到最近的點(diǎn)的坐標(biāo)值，進(jìn)行顯示。 圖 LM3S3748 主控系統(tǒng) 高性能 AD 轉(zhuǎn)換 采用 ADSl256 是 TI 公司推出的低噪聲高分辨率 24 位Σ△模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，它的特點(diǎn)是：可達(dá)177。 圖 手寫板 以及 差分放大 電路 信息顯示模塊 系統(tǒng) 采 MS12864LCD 作為 顯示 模塊 ，單片機(jī) 并 行控制實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù) 顯示。 將 AD 轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)通過串口調(diào)試工具顯示，如下圖： 圖 6 串口調(diào)試工具 每組數(shù)據(jù) 分別 代表，觸點(diǎn)的 X,Y 軸的值，通過算法處理可得到觸電的坐標(biāo)值。將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到了坐標(biāo)值 ，然后將觸電的數(shù)量增加得到更多的數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)誤差分析 根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)得知系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生有以下幾點(diǎn)： 1. 電橋測量有誤差， 模擬地和信號地隔離不完全， 恒流源產(chǎn)生 電流不穩(wěn)定； 2. 覆銅板材質(zhì)不均勻給信號采集帶來， 模擬地和數(shù)字帝隔離不完全，輸入信號相互干擾，濾波 AD 轉(zhuǎn)換存在不穩(wěn)定； 3. 數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)處理存在較大誤差，算法有待進(jìn)一步優(yōu)化 ； 4. 坐標(biāo)的標(biāo)定有誤差 ,分辨率有待提高； 7 討論與總結(jié) 本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，性能優(yōu)良 。 參考文獻(xiàn) [1] 全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽組委會(huì) 編《全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)作品匯編》北京理工大學(xué)出版社 [2] 張友德等 .單片微型機(jī)原理及應(yīng)用 [M]， 2020， 復(fù)旦大學(xué)出版社 [3] 湯鈺鵬等 .51系列單片機(jī)應(yīng)用及其接口技術(shù) [M]， 2020， 人民郵電出版社徐飛等 .單片機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 [J]， 1990， 陜西電子編輯部 [4] 黃智偉等 .32位微控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]， 2020， 北京航空航天大學(xué)出社 [5] Luminary Micro, Microcontroller DATA SHEET， 2020， ARM Limited Corp， [6] Technical Referonce Manual， 2020， ARM Limited Corp [7] Luminary Micro, Peripheral Driver Library USER’ S GUIDE， 2020， ARM Limited Corp [8] 譚浩強(qiáng) .C程序設(shè)計(jì) [M]， 1991， 清華大學(xué)出版社 全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽設(shè)計(jì)報(bào)告 14 附錄
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1