手写绘图板电子设计大赛报告

全国大学生电子设计竞赛

设计报告

参赛题目手写绘图板

摘要：本系统以TI公司的MSP430 16位低功耗单片机为核心，采用高精度恒

流源和电压表进行数据采集,根据欧姆定律得出铜板的电阻。数据通过485串口传送给单片机计算出被测点坐标。测得的数据在128*160的TFT彩屏上显示，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

关键词：ATMEGA32L 欧姆定律MSP430 TFT

Abstract:This system taking ATMEL company's eight ATMEGA32L MCU as the core, the data acquisition with high precision constant current source and voltmeter to, according to the ohm's law it is concluded that the resistance of the copper plate. Transfer data through serial port 485 to TI company's low-power MSP430 16-bit single chip microcomputer to calculate the coordinates of measuring points. Measured data on 128 * 160 TFT color screen display, and through the keys can be switch between different functions. Through single chip microcomputer to realize the control of all kinds of display storage capabilities

Keyword:ATMEGA32L Ohm's law MSP430 TFT Screen

目录

1系统方案 (1)

1.1 采样的论证与选择 (1)

1.2 单片机的论证与选择 (1)

2采样数据理论分析与计算 (2)

2.1电阻分布 (2)

2.2 数据透视 (3)

3电路与程序设计 (5)

3.1电路的设计 (5)

3.1.1系统总体框图 (5)

3.1.2 精密恒流源电路 (5)

3.13电源 (6)

3.1.4 电路实物图 (7)

3.2程序的设计 (7)

3.2.1程序框架概述 (7)

3.2.2程序设计框架 (8)

3.3 低功耗设计 (8)

4测试方案与测试结果 (9)

4.1测试方案 (9)

4.2 测试条件与仪器 (9)

4.3 测试结果及分析 (9)

4.3.1测试结果(数据) (9)

4.3.2测试分析与结论 (10)

5 参考文献 (10)

附录：部分程序 (11)

手写绘图板（G题）

【本科组】

1系统方案

本系统主要由数据采样模块、数据处理模块、显示模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。

1.1 采样的论证与选择

方案一：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，膜和玻璃相邻的一面上均涂有ITO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。我们在板上做到30*20个像素点的精度，分别扫描行和列以确定坐标点。然后通过显示在TFT彩频型液晶上。

方案二：电容屏的原理：电容技术触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。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，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。

方案三：高精度电阻测量法：给铜板同一个精度很高的恒定电流源，在用高精度电压表测得铜板两端的电压，根据欧姆定律R=U/I 可以得出铜板的电阻，在对铜板精确采样得出铜板的大致的电阻分布规律可得出被测点的大致坐标。

综合以上三种方案，选择方案三。

1.2 单片机的论证与选择

方案一：采用AT89C51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。但单片机在处理高速信号时略显吃力，51单片机很难实现这一要求。

方案二：采用ARM7作为核心控制，其自带6路PWM输出，8通道10位A/D，速度高、资源丰富，稳定性强，由于LPC2132片内没有EEPROM，当系统掉电后，所有参数都将丢失，如果所需要保存的参数比较多，就只有给系统扩展类似2402等EEPROM芯片，具有一定的缺陷。

方案三：采用ATmega32作为主控器件。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，8路10 位ADC .片内集成32K字节的lash；1K 字节EEPROM，2K 字节SRAM，能够实现点阵屏的高速扫描和一些复杂的控制和运算功能，满足题目要求。

综合以上三种方案，选择方案三。

2采样数据理论分析与计算

2.1电阻分布

使用精密电阻测量电路对整块板子采样电阻进行分析（见表1）。

表 1 覆铜板电阻分布

25761 26106 26158 26118 27047 27611 28096 28548 29079 29614 30233 24586 24788 25201 25527 25930 26462 26617 27777 28213 29177 29937 23134 24406 25199 24076 25558 26560 26472 27271 27724 28000 28613 24070 24480 24842 25183 25832 26274 26682 27222 27984 28061 29083 23265 23386 24649 25152 25286 26050 27180 27253 27918 28928 28970 22837 23339 23478 24233 24672 25489 25812 26592 27003 27628 27820 22353 22926 23444 23969 24347 25261 25728 26345 27065 28712 28138 23676 24109 24803 25784 26342 26257 26342 26257 26842 28100 28541 21866 22634 23207 24214 24144 25734 26140 26601 27167 28029 28951 22488 23108 24047 24874 25505 26766 27544 28303 28967 29339 28711 21578 24458 23399 23985 24602 25411 26287 26717 27248 27994 28832