电子设计大赛——手写绘图板}题目分析
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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。
• 命题意图和知识范围
• 本题的难度在于覆铜板的铜箔绝对电阻值 非常小，因此必须精心设计高精度的测量 电路来保证测量精度，同时还必须考虑到 表面氧化、导线电阻等等非理想因素。。 考虑到电阻率很低时为了达到精确测量普 遍的思路是采用较大的电流，因此扩展要 求中提出了低功耗的要求，进一步增加了 电路设计难度。
15x10c m覆铜 板 B (12x8cm)
A (6x4cm)
表笔 X刻度
Y刻度
LCD 电路
电流 表
12V电源
• 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
• 解题基本思路
• 坐标点的确定
• 利用表笔和附铜板接触点到四个角的距 离不同,四个电阻不一样,分流到四个角的电 流是不一样的;利用这个区别来确定坐标;
•
到 到
公
• 难点
• 1.恆流源的制作; • 2.微小电流差值的区分; • (1)用微电阻将电流变成电压,再用直流放
大器放大; • (2)用差分电桥,测两个电流差;
•
10分
Hale Waihona Puke Baidu
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
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.由于变成电压量不大,在1mV左右,要克服 另漂等因素;
• 4.坐标变换;
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)
{手写绘图板}题目简介
• 一.题目说明
• 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。
• 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
• 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
4.电源供电必须为单12V供电，系统功耗以电 流表显示为准。
• 命题意图和知识范围
• 本题的难度在于覆铜板的铜箔绝对电阻值 非常小，因此必须精心设计高精度的测量 电路来保证测量精度，同时还必须考虑到 表面氧化、导线电阻等等非理想因素。。 考虑到电阻率很低时为了达到精确测量普 遍的思路是采用较大的电流，因此扩展要 求中提出了低功耗的要求，进一步增加了 电路设计难度。
15x10c m覆铜 板 B (12x8cm)
A (6x4cm)
表笔 X刻度
Y刻度
LCD 电路
电流 表
12V电源
• 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
• 解题基本思路
• 坐标点的确定
• 利用表笔和附铜板接触点到四个角的距 离不同,四个电阻不一样,分流到四个角的电 流是不一样的;利用这个区别来确定坐标;
•
到 到
公
• 难点
• 1.恆流源的制作; • 2.微小电流差值的区分; • (1)用微电阻将电流变成电压,再用直流放
大器放大; • (2)用差分电桥,测两个电流差;
•
10分
Hale Waihona Puke Baidu
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
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.由于变成电压量不大,在1mV左右,要克服 另漂等因素;
• 4.坐标变换;
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)
{手写绘图板}题目简介
• 一.题目说明
• 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。
• 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
• 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