pcb定位系統(tǒng)技術(shù)報告_電子設(shè)計大賽模擬題(編輯修改稿)
2024-10-07 16:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 片內(nèi)存儲器，指令系統(tǒng)與 S12 兼容 CPU 工作頻率最高可達(dá) 80MHz， 16 通道高達(dá) 12 位精度 A/D 采集模塊， 7 級中斷嵌套和 7 個中斷 優(yōu)先級， CRG 模塊， COP 看門狗，實時中斷及時鐘監(jiān)視器。如此能夠?qū)崿F(xiàn)快速掃描和數(shù)據(jù)處理！ 按照題目的要求，綜合考慮我們最終選擇了方案二，采用 16 位MC9S12XS128 單片機(jī)為核心控制器件。 液晶模塊的選取 方案一：采用 1602 液晶模塊程序簡單，成本較低，但是局限于其無法對漢字進(jìn)行顯示，及顯示的點(diǎn)陣像素有限，并且題目要求功能較多，存在多個功能間的切換，圖形的繪制，為了滿足各功 能間的切換及操作的簡單就需要文字性的說明，而 1602 就無法滿足這點(diǎn) 方案二：采用 Oled12864 液晶模塊， OLED12864 是 128 64 行點(diǎn)陣的 OLED單色、字符、圖形顯示模塊。模塊內(nèi)藏 64 64 的顯示數(shù)據(jù) RAM，其中的每位數(shù)據(jù)都對應(yīng)于 OLED 屏上一個點(diǎn)的亮、暗狀態(tài) 。其接口電路和操作指令簡單，具有8 位并行數(shù)據(jù)接口，讀寫時序適配 6800 系列時序強(qiáng)大的顯示功能，可以滿足題目的所有要求。 綜合考慮之后我們決定采用 12864 液晶模塊做為顯示模塊 第二章 理論分析與計算 畫線算法設(shè)計 通過對攝像頭信號的分離，二值化，并對整屏進(jìn)行行列掃描得到了點(diǎn)的坐標(biāo)值，而劃線要求剛好需要點(diǎn)的坐標(biāo)。大家都知道，兩點(diǎn)確定一條直線。高中數(shù)學(xué)中，我們就知道直線方程有點(diǎn)斜式，截距式，兩點(diǎn)式。用其中任意一個公式我們都能得到一個正確的直線方程。設(shè)計中，先點(diǎn)亮一個點(diǎn)再點(diǎn)亮另外一個點(diǎn)來確定直線，這正好滿足兩點(diǎn)式的要求。算法中首先通過起點(diǎn)坐標(biāo)（ X1，Y1）和終點(diǎn)坐標(biāo)（ X2， Y2）來確定線段的方程，然后比較 X2X1與 Y2Y1的大小，若 X2X1Y2Y1，則通過 X1+1， X1+2… X1+n 來確定對應(yīng) Y 的坐標(biāo) ,直到X1+n=Y 為止，同理若 X2X1Y2Y1，則通過 Y1+1,Y1+2… Y1+n 來確定對應(yīng) X的坐標(biāo)！，這樣我們就得到了起點(diǎn)到終點(diǎn)的所有坐標(biāo)，再將對應(yīng)的坐標(biāo)全部顯示出來就實現(xiàn)了兩點(diǎn)畫線功能。 畫圓算法設(shè)計 有了兩點(diǎn)畫線算法，那么兩點(diǎn)畫圓算法也就簡單了，首先通過前后畫的 2 點(diǎn)坐標(biāo)求出 2點(diǎn)的距離，也就是圓的半徑 R,而我們都知道圓的方程為X*X+Y*Y=R*R,這樣一來我們就確定了圓的方程式，然后比較 X2X1與 Y2Y1的大小，若 X2X1Y2Y1，則通過 X1+1， X1+2… X1+n 來確定對應(yīng) Y的坐標(biāo) ,直到X1+n=Y 為止，同理若 X2X1Y2Y1，則通過 Y1+1,Y1+2… Y1+n 來確定對應(yīng) X的坐標(biāo)！如果我們將對應(yīng)的坐標(biāo)直接顯示時會忽略一個問題，那就是對應(yīng)坐標(biāo)的點(diǎn)是否超過了點(diǎn)陣屏幕的范圍，因此在顯示時我們要進(jìn)行判斷，若超出了范圍那么對應(yīng)的點(diǎn)也就不顯示。這樣我們就得到了起點(diǎn)到終點(diǎn)的所有有效坐標(biāo)，再將對應(yīng)的坐標(biāo)全部顯示出來就實現(xiàn)了兩點(diǎn)畫圓功能。 描點(diǎn) .劃線 .簡單圖形算法設(shè)計 通過信號的采集，二值化，確定表筆筆尖為接觸點(diǎn)并并通過掃描確定其在 PCB 板上 X Y 的坐標(biāo)位置。通過對點(diǎn)的保持，筆尖滑動就可以確定其他點(diǎn)從而由點(diǎn)連成線。同理，其他圖形的算法原理一樣。 第三章 系統(tǒng)電路設(shè)計 系統(tǒng)主板工作原理 系統(tǒng)主板主要由 5V 電源模塊， 電源模塊，按鍵部分，液晶顯示模塊，蜂鳴器模塊，以及以 飛思卡爾半導(dǎo)體公司 16 位 MC9S12XS128 單片機(jī)為核心控制模塊。 5V 電源模塊：此設(shè)計采用 電池供電，通過穩(wěn)壓芯片 LM2940 一腳輸入三腳輸出將 輸入轉(zhuǎn)變?yōu)?5V 輸出，來給單片機(jī)供電。 電源模塊： 電源輸出是由 AM1117 穩(wěn)壓芯片三腳輸入 5V 二腳輸出來進(jìn)行轉(zhuǎn)換 按鍵模塊：本系統(tǒng)板中設(shè)計了四個按鍵，通過按鍵來對不同功能來進(jìn)行切換演示。 液晶模塊：液晶模塊采用 龍丘生產(chǎn)的 Oled12864 液晶來顯示， Oled12864 液晶具有功能強(qiáng)大，連接簡單等優(yōu)勢。 蜂鳴器模塊：蜂鳴器模塊主要是用來作為指示作用，當(dāng)表筆接觸到 PCB 板時蜂鳴器發(fā)出接觸警報， 圖 31 系統(tǒng)主板工作原理圖 第四章 系統(tǒng)程序設(shè)計 系統(tǒng)總流程圖 系統(tǒng)總體模塊圖 MC9S12XS128 單 片 機(jī) 驅(qū) 動 OLED12864 表筆檢 測 按鍵 LCD 顯示 電源電 路 第五章 系統(tǒng)測試與結(jié)果 描點(diǎn)，坐標(biāo)確定，劃線，畫圓，圖形存儲與回放的測試和結(jié)果 各模塊均調(diào)通，將調(diào)好的模塊連在一起，打開電源，啟動進(jìn)行系統(tǒng)初始化。按鍵進(jìn)入描點(diǎn)模式，用表筆在 PCB 板上書寫，可以看到接觸的點(diǎn)點(diǎn)亮，并在 OLED12864 液晶 上顯示亮點(diǎn)的精確坐標(biāo)。按下按鍵，進(jìn)行劃線的測試，將表筆在 PCB 板上任意確定起點(diǎn)滑
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