2013全国电子设计大赛-手写绘图板
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1.2 主控制器方案比较与选择
为了完成在短时间快速扫描全屏和存储图形，主控器件必须有较高的 CPU 工作频率和存储空间。
方案一：采用 51 系列加强型 STC12C5A60S2 作为主控器件，用来实现题目 所要求的各种功能。此方案最大的特点是系统规模可以做得很小，成本较低。 操作控制简单。但是，我们在利用单片机处理高速信号快速扫描及存储图形时 显得吃力，且题目中要求要求坐标识别精度<=2mm，并尽可能的提高系统分辨率， 并要做到图形的存储与回放，51 系列单片机很难实现这一要求。
第五章 系统测试与结果...............................................................................................................12 5.1 描点，坐标确定，划线，画圆，图形存储与回放的测试和结果 ......................12 5.2 表笔的测试结果.......................................................................................................12
方案二：采用飞思卡尔半导体公司 16 位 MC9S12XS128 单片机为核心控制器 件，由 16 位中央处理单元（CPU12X）、128KB 程序 Flash(P-lash)、8KB RAM、 8KB 数据 Flash(D-lash)组成片内存储器，指令系统与 S12 兼容 CPU 工作频率最 高可达 80MHz，16 通道高达 12 位精度 A/D 采集模块，7 级中断嵌套和 7 个中断 优先级，CRG 模块，COP 看门狗，实时中断及时钟监视器。如此能够实现快速扫
方 案 二 ： 采 用 电 容 屏 的 原 理 ， 电 容 技 术 触 摸 屏 CTP （ Capacity Touch Panel）是利用人体的电流感应进行工作的。电容屏是一块四层复合玻璃屏，玻 璃屏的内表面和夹层各涂一层 ITO（纳米铟锡金属氧化物），最外层是只有 0.0015mm 厚的矽土玻璃保护层，夹层 ITO 涂层作工作面，四个角引出四个电极， 内层 ITO 为屏层以保证工作环境。
通过对三个方案的对比选择，方案一由于要做到 64×32 个那就要最少考虑 到 2048 个点就要 2048 个电阻器件，将如此数量器件焊接在 10×6cm 的 PCB 板 上将是极大焊接工程，考虑到时间的限制，及人工焊接的不稳定性，放弃此方 案。在方案二中测量及数据采集要求极高，在比赛中条件限制。因此最后我们 采用了方案三。
2013 全国大学生电子wenku.baidu.com计竞赛模拟题
PCB 坐标定位系统
PCB 板坐标定位系统
任务：在一个 10cm（长）×6cm（宽）的 PCB 覆铜板上，制作一个 PCB 坐标定位系统，要求如下：
基本要求： 1、当用信号笔点击 PCB 板平面上的任何位置，可以在 LCD 上的相 应位置显示坐标点； 2、当用信号笔在 PCB 板平面上绘制简单图形时，能够在 LCD 上显 示所绘制的图形； 3、要求坐标识别精度<=2mm，并尽可能的提高系统分辨率。 提高要求： 1、提高绘制速度，实现即绘制即显示，减小延迟； 2、能够实现图形存储，回放功能。
当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指和工作面形成一个耦合电 容，因为工作面上接有高频信号，于是手指吸收走一个很小的电流，这个电流 分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指头到 四角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算，得出位置。可以 达到 99%的精确度，具备小于 3ms 的响应速度。通过电流大小与触点到电极的 距离成正比就可以确定触点的坐标。确定坐标后就可以通过液晶来进行显示。
第三章 系统电路设计...................................................................................................................10 3.1 系统主板工作原理...................................................................................................10
第四章 系统程序设计.................................................................................................................. 11 4.1 系统总流程图.......................................................................................................... 11 4.2 系统总体模块图...................................................................................................... 11
第六章 结论...................................................................................................................................13 参考文献......................................................................................................................................... 14 附 1：系统主板原理图..................................................................................................................15 附 2：完整的测试结果..................................................................................................................16 附 3：部分核心源代码..................................................................................................................17
方案三：采用 OV7620 是 CMOS 彩色/黑白图像传感器。它支持连续和隔行两 种扫描方式，VGA 与 QVGA 两种图像格式；最高像素为 664492，帧速率为 30fp8； 能够满足一般图像采集系统的要求。利用 OV7620 摄像头采集图像数据并对其进 行二值化，分离出图像信号将 10×6cm 的 PCB 板二值化为白，在其周围贴上黑 色胶带并通过程序处理二值化为黑。然后用黑色的表笔靠近 PCB 板时形成黑白 信号，即可设为高低电平。然后通过行列扫描就可以确定 PCB 板上的坐标 X Y 并通过液晶对其进行显示。
方案二：采用 Oled12864 液晶模块，OLED12864 是 128×64 行点阵的 OLED 单色、字符、图形显示模块。模块内藏 64×64 的显示数据 RAM，其中的每位数 据都对应于 OLED 屏上一个点的亮、暗状态;其接口电路和操作指令简单，具有 8 位并行数据接口，读写时序适配 6800 系列时序强大的显示功能，可以满足题 目的所有要求。
关键词：MC9S12XS128 OV7620 PCB Oled12864
目录
第一章 系统方案比较与选择...................................................................................................5 1.1 总实现方案.................................................................................................................5 1.2 主控制器方案比较与选择 .........................................................................................6 1.3 液晶模块的选取.........................................................................................................7
摘要
本系统以飞思卡尔半导体公司的 16 位 MC9S12XS128 单片机为核心，采用数 字式 CMOS 图像传感器 OV7620 进行数据采集,设计并制作了一个分辨率为 64×32 的 PCB 坐标定位系统。该定位系统可以快速实现坐标显示，图形绘制，图形存 储及回放。将 10×6cm 的 PCB 板相对应的像素点显示在龙丘生产的 Oled12864 迷你型液晶上，并且具有高分辨率。并且通过按键可以实现不同功能之间的切 换。通过单片机的控制实现各种显示存储功能.
描和数据处理！ 按 照 题 目 的 要 求 ， 综 合 考 虑 我 们 最 终 选 择 了 方 案 二 ， 采 用 16 位
MC9S12XS128 单片机为核心控制器件。
1.3 液晶模块的选取
方案一：采用 1602 液晶模块程序简单，成本较低，但是局限于其无法对汉 字进行显示，及显示的点阵像素有限，并且题目要求功能较多，存在多个功能 间的切换，图形的绘制，为了满足各功能间的切换及操作的简单就需要文字性 的说明，而 1602 就无法满足这点
第二章 理论分析与计算...........................................................................................................8 2.1 画线算法设计.............................................................................................................8 2.2 画圆算法设计.............................................................................................................8 2.3 描点.划线.简单图形算法设计 ...................................................................................9
第一章 系统方案比较与选择
1.1 总实现方案
方案一：采用电阻屏的原理，电阻式触摸屏是一种压力传感器，基本上是 薄膜加上玻璃的结构，薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有 ITO（纳米铟锡金属氧 化物）涂层，ITO 具有很好的导电性和透明性。当触摸操作时，薄膜下层的 ITO 会接触到玻璃上层的 ITO，经由感应器传出相应的电信号，经过转换电路送到 处理器，通过运算转化为屏幕上的 X、Y 值，而完成点选的动作，并呈现在屏幕 上。考虑电容屏原理，在 10×6cm 的 PCB 板做到识别精度<=2mm，我们目标精度 是在板上做到 64×32 个像素点的精度，采用板上层 64 列，下层 32 行，组成 64×32 阵列！分别扫描行和列以确定坐标点。然后通过显示在 Oled12864 型液 晶上，做到高精度的显示。
为了完成在短时间快速扫描全屏和存储图形，主控器件必须有较高的 CPU 工作频率和存储空间。
方案一：采用 51 系列加强型 STC12C5A60S2 作为主控器件，用来实现题目 所要求的各种功能。此方案最大的特点是系统规模可以做得很小，成本较低。 操作控制简单。但是，我们在利用单片机处理高速信号快速扫描及存储图形时 显得吃力，且题目中要求要求坐标识别精度<=2mm，并尽可能的提高系统分辨率， 并要做到图形的存储与回放，51 系列单片机很难实现这一要求。
第五章 系统测试与结果...............................................................................................................12 5.1 描点，坐标确定，划线，画圆，图形存储与回放的测试和结果 ......................12 5.2 表笔的测试结果.......................................................................................................12
方案二：采用飞思卡尔半导体公司 16 位 MC9S12XS128 单片机为核心控制器 件，由 16 位中央处理单元（CPU12X）、128KB 程序 Flash(P-lash)、8KB RAM、 8KB 数据 Flash(D-lash)组成片内存储器，指令系统与 S12 兼容 CPU 工作频率最 高可达 80MHz，16 通道高达 12 位精度 A/D 采集模块，7 级中断嵌套和 7 个中断 优先级，CRG 模块，COP 看门狗，实时中断及时钟监视器。如此能够实现快速扫
方 案 二 ： 采 用 电 容 屏 的 原 理 ， 电 容 技 术 触 摸 屏 CTP （ Capacity Touch Panel）是利用人体的电流感应进行工作的。电容屏是一块四层复合玻璃屏，玻 璃屏的内表面和夹层各涂一层 ITO（纳米铟锡金属氧化物），最外层是只有 0.0015mm 厚的矽土玻璃保护层，夹层 ITO 涂层作工作面，四个角引出四个电极， 内层 ITO 为屏层以保证工作环境。
通过对三个方案的对比选择，方案一由于要做到 64×32 个那就要最少考虑 到 2048 个点就要 2048 个电阻器件，将如此数量器件焊接在 10×6cm 的 PCB 板 上将是极大焊接工程，考虑到时间的限制，及人工焊接的不稳定性，放弃此方 案。在方案二中测量及数据采集要求极高，在比赛中条件限制。因此最后我们 采用了方案三。
2013 全国大学生电子wenku.baidu.com计竞赛模拟题
PCB 坐标定位系统
PCB 板坐标定位系统
任务：在一个 10cm（长）×6cm（宽）的 PCB 覆铜板上，制作一个 PCB 坐标定位系统，要求如下：
基本要求： 1、当用信号笔点击 PCB 板平面上的任何位置，可以在 LCD 上的相 应位置显示坐标点； 2、当用信号笔在 PCB 板平面上绘制简单图形时，能够在 LCD 上显 示所绘制的图形； 3、要求坐标识别精度<=2mm，并尽可能的提高系统分辨率。 提高要求： 1、提高绘制速度，实现即绘制即显示，减小延迟； 2、能够实现图形存储，回放功能。
当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指和工作面形成一个耦合电 容，因为工作面上接有高频信号，于是手指吸收走一个很小的电流，这个电流 分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指头到 四角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算，得出位置。可以 达到 99%的精确度，具备小于 3ms 的响应速度。通过电流大小与触点到电极的 距离成正比就可以确定触点的坐标。确定坐标后就可以通过液晶来进行显示。
第三章 系统电路设计...................................................................................................................10 3.1 系统主板工作原理...................................................................................................10
第四章 系统程序设计.................................................................................................................. 11 4.1 系统总流程图.......................................................................................................... 11 4.2 系统总体模块图...................................................................................................... 11
第六章 结论...................................................................................................................................13 参考文献......................................................................................................................................... 14 附 1：系统主板原理图..................................................................................................................15 附 2：完整的测试结果..................................................................................................................16 附 3：部分核心源代码..................................................................................................................17
方案三：采用 OV7620 是 CMOS 彩色/黑白图像传感器。它支持连续和隔行两 种扫描方式，VGA 与 QVGA 两种图像格式；最高像素为 664492，帧速率为 30fp8； 能够满足一般图像采集系统的要求。利用 OV7620 摄像头采集图像数据并对其进 行二值化，分离出图像信号将 10×6cm 的 PCB 板二值化为白，在其周围贴上黑 色胶带并通过程序处理二值化为黑。然后用黑色的表笔靠近 PCB 板时形成黑白 信号，即可设为高低电平。然后通过行列扫描就可以确定 PCB 板上的坐标 X Y 并通过液晶对其进行显示。
方案二：采用 Oled12864 液晶模块，OLED12864 是 128×64 行点阵的 OLED 单色、字符、图形显示模块。模块内藏 64×64 的显示数据 RAM，其中的每位数 据都对应于 OLED 屏上一个点的亮、暗状态;其接口电路和操作指令简单，具有 8 位并行数据接口，读写时序适配 6800 系列时序强大的显示功能，可以满足题 目的所有要求。
关键词：MC9S12XS128 OV7620 PCB Oled12864
目录
第一章 系统方案比较与选择...................................................................................................5 1.1 总实现方案.................................................................................................................5 1.2 主控制器方案比较与选择 .........................................................................................6 1.3 液晶模块的选取.........................................................................................................7
摘要
本系统以飞思卡尔半导体公司的 16 位 MC9S12XS128 单片机为核心，采用数 字式 CMOS 图像传感器 OV7620 进行数据采集,设计并制作了一个分辨率为 64×32 的 PCB 坐标定位系统。该定位系统可以快速实现坐标显示，图形绘制，图形存 储及回放。将 10×6cm 的 PCB 板相对应的像素点显示在龙丘生产的 Oled12864 迷你型液晶上，并且具有高分辨率。并且通过按键可以实现不同功能之间的切 换。通过单片机的控制实现各种显示存储功能.
描和数据处理！ 按 照 题 目 的 要 求 ， 综 合 考 虑 我 们 最 终 选 择 了 方 案 二 ， 采 用 16 位
MC9S12XS128 单片机为核心控制器件。
1.3 液晶模块的选取
方案一：采用 1602 液晶模块程序简单，成本较低，但是局限于其无法对汉 字进行显示，及显示的点阵像素有限，并且题目要求功能较多，存在多个功能 间的切换，图形的绘制，为了满足各功能间的切换及操作的简单就需要文字性 的说明，而 1602 就无法满足这点
第二章 理论分析与计算...........................................................................................................8 2.1 画线算法设计.............................................................................................................8 2.2 画圆算法设计.............................................................................................................8 2.3 描点.划线.简单图形算法设计 ...................................................................................9
第一章 系统方案比较与选择
1.1 总实现方案
方案一：采用电阻屏的原理，电阻式触摸屏是一种压力传感器，基本上是 薄膜加上玻璃的结构，薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有 ITO（纳米铟锡金属氧 化物）涂层，ITO 具有很好的导电性和透明性。当触摸操作时，薄膜下层的 ITO 会接触到玻璃上层的 ITO，经由感应器传出相应的电信号，经过转换电路送到 处理器，通过运算转化为屏幕上的 X、Y 值，而完成点选的动作，并呈现在屏幕 上。考虑电容屏原理，在 10×6cm 的 PCB 板做到识别精度<=2mm，我们目标精度 是在板上做到 64×32 个像素点的精度，采用板上层 64 列，下层 32 行，组成 64×32 阵列！分别扫描行和列以确定坐标点。然后通过显示在 Oled12864 型液 晶上，做到高精度的显示。