手繪繪畫(huà)板設(shè)計(jì)報(bào)告-資料下載頁(yè)
2024-10-08 11:38本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】摘要：本設(shè)計(jì)室以msp430f5529單片機(jī)為主控芯片的手寫(xiě)輸入設(shè)備，用普。通PCB覆銅板作為信號(hào)采集部分，萬(wàn)用表表筆作為微小信號(hào)探測(cè)裝置，當(dāng)恒流。源產(chǎn)生恒定電流通過(guò)覆銅板表面時(shí)，通過(guò)16位高精度ADADS1115測(cè)量出其與。相鄰兩邊電壓值的差值來(lái)確定表筆在覆銅板上的準(zhǔn)確位置，在用msp430f5529單。片機(jī)開(kāi)發(fā)板自帶DogMatrix102*64液晶顯示所測(cè)得坐標(biāo)值的同時(shí)，在屏幕。上顯示探測(cè)表筆運(yùn)動(dòng)的軌跡。本設(shè)計(jì)主要采用的芯片有TI公司的電壓放大器。LM317，儀表放大器INA333,精密放大器OPA2234，高精度A/DADS1115以及
【正文】 是對(duì)采集的數(shù)據(jù)用軟件進(jìn)行線性擬合，擬合出一個(gè)線性曲線，在采集數(shù)據(jù)過(guò)程中對(duì)采集的點(diǎn)用 MALTAB 進(jìn)行線性處理得出其橫縱坐標(biāo)在液晶屏幕上對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)距離液晶上下界限的距離，進(jìn)而顯示探測(cè)表筆在覆銅板上的位置，在實(shí)際測(cè)量中我們進(jìn)行多次測(cè)量與擬合，最終取 得了很好效果。 5 低功耗設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)在考慮完成題目要求 ， 著重 考慮 功耗方面問(wèn)題，主要元器件幾乎全部選用 TI 公司生產(chǎn)的低功耗器件 ，首先在控制芯片的選型上我們選擇了業(yè)界功耗最低的 MSP430F5529 單片機(jī) ， 其在沒(méi)有系統(tǒng)工作請(qǐng)求之時(shí)可以自主進(jìn)入低功耗模式 ， 最大程度的保證了控制芯片消耗系統(tǒng)最少的功耗 ， 在電壓轉(zhuǎn)換之時(shí) ， 我們選擇了轉(zhuǎn)換效率最高的 DCDC 變換 ， 確保在電壓變換中盡量少的損失電能 ，本系統(tǒng)最大的電能消耗單位是恒流源供給的 覆銅板，其在工作過(guò)程中有較大的功耗，我們?cè)? LM317 恒流源電路盡 量設(shè)計(jì)較小的電流 ，在沒(méi)有探測(cè)筆活動(dòng)的時(shí)候，單片機(jī)進(jìn)入低功耗模式，以很小功耗的代價(jià)就能維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的正常待機(jī)運(yùn)行。 6 軟件設(shè)計(jì) 10 （圖： 整體軟件設(shè)計(jì) ） 7 系統(tǒng)測(cè)試 系統(tǒng) 功率測(cè)量 （室溫 :19 ，時(shí)間： 20200907 10:20 ） 測(cè)量次數(shù) 第一次 第 二 次 第 三 次 第 四 次 第 五 次 平均值 電壓 (V) 電流 （ mA） 功率 (W) 結(jié)果分析： 在 實(shí)驗(yàn)室提供的 12V DCDC 電源測(cè)量結(jié)果顯示 ， 本設(shè)計(jì) 可以很好的完成題目要求 ， 并且在功耗方面低于要求的 ，并且可以達(dá)到更低的標(biāo)準(zhǔn)。 測(cè)量定坐標(biāo) （ 室溫 :19 ，時(shí)間： 20200907 10:33） 由于數(shù)據(jù)測(cè)量次數(shù)很多 ， 在此無(wú)法完整列舉出我們所測(cè)得全部數(shù)據(jù) ， 所以只列舉出部分測(cè)量數(shù)據(jù) ， 測(cè)量數(shù)據(jù)分網(wǎng)格測(cè)取 ， 網(wǎng)格規(guī)格為長(zhǎng)寬分別為 1cm 的正方形網(wǎng)格 。 11 其中上圖中 U（ AB） 為 AB 兩點(diǎn)的電壓差值 ， 依次類推 ， 表格中所給數(shù)值為其對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間 的 AD 數(shù)值 ， 根據(jù)要求 ， 如果要確定點(diǎn)的坐標(biāo) ， 則在測(cè)量中每一列多測(cè)量幾組數(shù)據(jù) ，隨著測(cè)數(shù)據(jù) 定位點(diǎn)坐標(biāo) 數(shù)量的增多 ， 畫(huà)圖的精度也越來(lái)越高 。 坐標(biāo) （ 0,0） （ 0,1） （ 0,2） （ 0,3） （ 0,4） （ 0,5） （ 0,6） （ 0,7） U(AB) 581 674 512 626 545 480 515 422 U(BC) 680 613 652 571 618 823 552 450 U(CD) +1790 +1662 +1541 +1472 +1392 +1301 +1220 +1050 U(DA) 132 337 343 276 233 192 177 188 (圖注 ：表格 中第一列代表兩點(diǎn)之間待測(cè)電壓值 ， 其他幾列為測(cè)量所得的 AD 數(shù)值 ，表格 給出了一列測(cè)量 AD 值 ) 通過(guò) MALTAB 線性擬合出下列圖像 ： 12 結(jié)果分析：我們首先以理論上 根據(jù)液晶屏幕縱軸上的點(diǎn)陣點(diǎn)數(shù)來(lái)測(cè)量，但是在測(cè)量過(guò)程中不能克服溫度漂移帶來(lái)的影響， 再 用軟件進(jìn)行線性擬合， 擬合出一個(gè)線性曲線，在采 集數(shù)據(jù)過(guò)程中對(duì)采集的點(diǎn)進(jìn)行線性處理得出其橫縱坐標(biāo)在液晶屏幕上對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)距離液晶上下界限的距離，進(jìn)而顯示探測(cè)表筆在覆銅板上的位置，在實(shí)際測(cè)量中我們進(jìn)行多次測(cè)量與擬合，最終取得了很好效果。 8 結(jié)論 由于系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)合理，功能電路實(shí)現(xiàn)較好，系統(tǒng)性能優(yōu)良、穩(wěn)定， 可以實(shí)現(xiàn)題目基本要求中的指示，正確顯示 觸點(diǎn)的四象限位置以及準(zhǔn)確坐標(biāo) ，且根據(jù)實(shí)際測(cè)量滿足題目的最低功耗要求 。 在拓展方面 ， 我們通過(guò)高精度 A/D 轉(zhuǎn)換對(duì)精度把精 度 提高到了 16 位 并且可以完成拓展要求中畫(huà)圓畫(huà)圖顯示文字功能 ， 且 通過(guò)功耗測(cè)試平均值達(dá)到 功耗很低， 較好地 達(dá)到了題目要求的各項(xiàng)指標(biāo)。 參考文獻(xiàn)： 《模擬電子線路基礎(chǔ)》，吳運(yùn)昌著，廣州：華南理工大學(xué)出版社， 2020 年； 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》，張曉麗等著，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 年； 《 MSP430 單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例詳解》，洪利等著，北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 年； 《 msp430 系列超低功耗 16 位單片機(jī)原理與應(yīng)用》，胡大可著，北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 年 ； 13 《 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 》，劉鵬著，北京：清華大學(xué)出版社， 2020 年； 附錄： 附 1：元器件明細(xì)表： MSP430 F5529 開(kāi)發(fā)板 數(shù)量 ： 1 ADS 1115 數(shù)量 ： 1 INA 333 數(shù)量 ： 4 OPA 2234 數(shù)量 ： 2 LM317 數(shù)量 ： 1 DCDC 轉(zhuǎn)換模塊 數(shù)量 ： 1 電容，電阻 若干 附 2：儀器設(shè)備清單 四位半 數(shù)字萬(wàn)用表 穩(wěn)壓電源 附 3： 電路圖 （圖： 系統(tǒng) 電路） 14 （圖：集成 運(yùn)放構(gòu)成恒流源 ） （圖： 開(kāi) 關(guān)電源構(gòu)成恒流源 ） （圖： LM 317 恒流源電路 ）
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