手写绘图板题目分析

三、电路模块
1. 电源模块 以上的两种测量电流，都需要电压V。为了信号强度大，需要大电流，但由于 总功耗的限制，需要较低的V，通过高效的开关变换器得到。 如果采用单电源供电，可以自己产生负电源供自身应用，以提高放大器设计的 指标。 电源可以采用LM2576制作。 对于较小电流的负电源，可以采用如下电路：
表笔
15x10cm覆铜板 B (12x8cm) A (6x4cm)
X刻度
LCD
电流表
电路
12V电源
Y刻度
二.要求 基本要求： 1.指示功能: 表笔接触铜箔表面时电路接触应能给出 明确指示。 10分 2.坐标定位功能: 覆铜板表面自行绘制纵横坐标以及 6x4cm（高精度区A） 和12x8cm（一般精度区B）两个虚线框。显示表笔接触覆铜板的触点坐标值。 坐标值以预先绘制在铜箔表面的刻度为准。(共40分) 能显示左右位置; 10分 能显示四象限; 10分 能进行必要的坐标变换,显示坐标值;(可用列表法进行坐标变换) 10分 坐标精度达10mm; (误差大于10％ 扣5分,大于20％不给分) 10分 扩展部分： 1.进一步提高坐标精度: 精量每提高2mm给5分,范围为区域A。(误差大于20 ％不给计分) 10分
2.绘图功能。跟踪表笔动作,并显示绘图轨迹。以园为标准;在A区内划不同直 径的园,直径分20mm ,12mm和8mm,并显示该园 ;20mm的园要求10秒内 完成,每增加2秒扣1分,超过20秒不计分; 完成20mm的园给5分10mm的园要求10秒内完成,每增加2秒扣1分,超过20 秒不计分 完成12mm的园给3分 完成8mm的园给4分 12分 3. 单12V供电，低功耗设计。功耗为输入手写板的电 流乘12V;功耗越低得分越高。大于2W不给分; 20 分 4.其它扩展功能 如显示文字 8分
二、总体设计思路


测量电阻法 外加电场测电压法
1.测量电阻法
测量电阻法就是通过测量表笔到四角的电阻来确定表笔的坐标。 表笔
如图所示，测量四个电阻的大小，就可以得到坐标的值。实际测量的困难在于 四个电阻非常小，只有0.1欧姆左右。
可采用右图这样的测量电路。 如果Ra、Rb、Rc、Rd>>R_a、 R_b、R_c、R_d，且选择Ra、b、 c、d相等，则每一路上的电流：
U1C C1 R1 U1A 3 4049 2 5 4049 U1B 4 11 4049 U1F 14 4049 15 GND 9 4049 U1E 12 D2 c2 7 4049 U1D 10 c3 D1 -Vout 6
2. 放大器 可以采用单电源设百度文库，或采用双电源配合自制负电源供电方法。采用OP07高精 度运放设计。 3. 单片机 采用MSP430单片机。 4. AD 采用MSP430单片机中的AD 5. 液晶显示 采用NOKIA5510点阵液晶模块。
I Vcc 4( R Ra )
则电压：
Vin (Vin Vin ) Vcc R_a 4( R Ra )
如果选用适当的放大器，这 时需要查分放大器，结果采 用AD转换器转换成数字量， 则可以测定Ra等四个电阻 的大小。
也可采用如下测量方式： 假设Ra等和R_a同量级，都 远小于R1。则总电流为 Vcc/R1。假设Ra等四个电 阻取相同的值R，测量四个 R上的电压，就可以得到4 路电流，根据此四个电流的 大小，同样可以得到坐标的 值。
V2 V2
GND
四、交流设计
V1 V1+V2
V1=A1sin(2πf1t) V2=A2sin(2πf2t) V2 0V 采用2个不同频率的V1和V2，可以采用两路选频放大器，检波或通过单片机 AD处理后得到复读，估计XY坐标。
T1
V1+V2 V1
V1
GND T2
采用2个变压器作为电流变换原件，避免 了制作电源，就提高了效率。
2. 外加电场测电压法
外加一定的电场，形成电流线，测量表笔处的电压，得到坐标的估算结果。 外加的电场可以有多重选择，如：
+V
地 A 测量电压可以得到X坐标的估计。
+V 也可采用对角法。
地
采用这种测量方法，可以有效降低接触电阻的影响。但由于采用直流测量时，需 要对两维坐标测量2次才能得到结果。电路比较复杂，需要通过场效应管等器件 形成电流开关，来切换接电源和悬空。
三.说明 1.必须使用普通的单面覆铜板。 a.不得更换其它高电阻率的材料。 b.不得对铜箔表面进行改变电阻率的特殊镀层处理。 c.覆铜板表面的刻度自行绘制。 d.测试时以该刻度为准。 e.考虑到绘制刻度的油墨可能是绝缘的，此处不要求表笔接触刻度线条时也 能具有正确感应能力。 2.覆铜板到电路的连接应满足以下条件 a.只有铜箔四角可连接到电路，除此之外不应有其它连接点（表笔触点除 外）。 b.不得使用摄像头、磁感应等额外传感装置。 3.表笔可选用一般的散装万用表表笔。 4.电源供电必须为单12V供电，系统功耗以电流表显示为准。
手写绘图板题目分析
一、题目
一.任务 要求在普通单面PCB覆铜板上一设计和制作一款手写绘图输入设备。系统构 成如图所示。一块普通单面覆铜板，尺寸为15x10cm，其四角用导线连接到 电路。覆铜板表面自行绘制纵横坐标。同时，电路引入一根带导线的普通表 笔，手持表笔可与覆铜板表面任意位置接触。电路应能感应表笔与铜箔的接 触，并测量触点位置，进而实现手写绘图功能，并尽量降低功耗。