电子设计大赛——手写绘图板}题目分析
13全国大学生电子设计大赛本科组手写绘图板论文
2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘图板（G题）【本科组】2013年9月6日摘要本手写绘图板以C8051f350单片机为主控制器，其内置24位AD数据采集。
自制恒流源为手写板提供测量电流。
通过AD采集口采集表笔与地之间的电压，两次采样后对采集数据处理计算出表笔所处手写板位置并在高分辨率的LCD屏幕显示相应坐标。
该手写板显示坐标值的分辨率为10mm，绝对误差不大于5mm，功率在1.5W以内，实现了低功耗。
关键词：AD采集MCU 恒流源功率目录1系统方案 (3)1.1铜板测试电源的论证与选择 (3)1.2MCU和AD采集电路的设计的论证与选择 (3)1.3 显示模块的论证与选择 (4)1.4 系统结构 (4)2系统理论分析与计算 (5)2.1 坐标点测量方案 (5)2.1.1 (5)2.1.2 (6)2.1.3 (6)2.2 误差的计算与分析 (6)2.2.1 XXX (6)2.2.2 XXX (6)2.2.3 XXX (6)2.3低功耗设计 (6)2.3.1 题目要求：功耗为总电流乘12V；功耗越低得分越高。
要求功耗等于或小于1.5W。
则要满足要求的最大电流为0.125ma。
功耗越低，则表笔所处位置的电压也就越低。
测量工作困难就越大。
要在测量精度和功耗之间选择一个最佳电流。
62.3.2 XXX (7)2.3.3 XXX (7)3电路与程序设计 (8)3.1电路的设计 (8)3.1.1系统总体框图 (8)3.1.2 恒流源子系统电路原理图 (8)3.1.3差分放大子系统电路原理图 (9)3.1.4电源模块电路原理图 (10)3.2程序的设计 (10)3.2.1程序功能描述与设计思路 (10)3.2.2程序流程图 (10)4测试方案与测试结果 (12)4.1测试方案 (12)4.2 测试条件与仪器 (13)4.3 测试结果及分析 (13)4.3.1测试结果(数据) (13)4.3.2测试分析与结论 (13)附录1：电路原理图 (14)附录2：源程序 (15)手写绘图板（G题）【本科组】1系统方案本系统主要由恒流源模块、主控制模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
2013年全国大学生电子竞赛G题—手写绘图板
2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘图板（G题）2013年9月7日摘要本系统以STC15F2K60S2单片机为核心，采用TPS5430构成的开关电源作为供电系统。
系统将15cm×10cm普通覆铜板一角接地，其余三个角分别接三个模拟开关，由单片机控制三个模拟开关分别接通恒流源产生的恒流信号，用表笔接触铜板获得触点的电压；将微弱电压值进行二级放大，经单片机A/D采样转换,并进行数据处理后用液晶显示坐标及图形。
整个作品完成了题目基础全部要求，能正确显示触点位于纵坐标左右位置、触点四象限位置以及触点坐标，并能跟踪表笔动作并显示轨迹，显示坐标值的分辨率为1cm，绝对误差小于5%，系统功耗接近1.08W。
关键字：单片机恒流源模拟开关放大采集目录1题目说明 (1)2系统方案 (1)2.1 控制系统论证与选择 (1)2.2 恒流源模块的选择 (1)2.3 放大模块的论证与选择 (1)3系统理论分析与计算 (2)3.1查表法分析 (2)3.2.1 铜板温度变化和表面氧化 (2)3.2.2 恒流源的微变 (2)3.2.3 数学法数据处理 (2)3.3 低功耗设计 (2)3.3.1 TPS5430开关电源设计 (2)3.3.2 总线信号减少上下拉电阻 (2)3.3.3 CPU不用的I/O口设为输出 (3)4电路与程序设计 (3)4.1主要电路的设计 (3)4.1.1系统总体框图 (3)4.1.2 开关电源原理图 (3)4.1.3 放大电路原理图 (4)4.1.4恒流源原理图 (4)4.2程序的设计 (4)4.2.1程序功能描述与设计思路 (4)4.2.2程序流程图 (5)5测试方案与测试结果 (6)5.1测试方案 (6)5.1.1硬件测试 (6)5.1.2软件测试 (6)5.2 测试仪器 (6)5.3 测试结果及分析 (6)5.3.1测试结果(数据) (6)5.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理图 (8)1题目说明题目要求用普通覆铜板设计和制作手写绘图输入设备，要求能够正确显示触点位于纵坐标左右位置、触点四象限位置以及触点坐标，并能跟踪表笔动作并显示轨迹，显示坐标值的分辨率最高为6mm ，绝对误差不大于5mm 。
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 TFTAbstract: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 capabilitiesKeyword: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。
电子方案竞赛一等奖报告手写绘图板罗登覃元元吴旭峰
手写绘图板摘要：设计了一种基于MSP430F149的手写绘图输入设备。
系统以MSP430为主控器，以高精度AD采样电路、精密恒流源电路、微弱电阻测量电路为外围辅助电路，能检测表笔与铜箔的接触，测量触点位置，并实现了手写绘图、显示文字的功能。
系统使用普通覆铜板作为绘图板，利用四线法测量微弱电阻来确定坐标，本系统考虑到低功耗要求，整机功耗1.3W，坐标测量分辨率4mm，绝对误差小于2mm，测量准确、系统稳定，效果比较满意。
关键词：手写绘图板；MSP430 F149；精密恒流源；微弱电阻测量；高精度AD一、系统方案1.1 方案比较与选择微小电阻测量实现方案方案一：大脉冲电流测量法。
产生脉冲电流源，流过普通覆铜板后，通过测量普通覆铜板上的最大压降，确定坐标位置。
方案二：精密直流恒流源测量法。
产生精密恒流源，流过普通覆铜板，产生恒定压降，通过测量电压确定坐标位置。
方案三：精密交流电流源。
产生交流电流输出，流过普通覆铜板后，产生特定频率的正弦电压，通过锁相放大的方法排除噪声的干扰，实现微弱电压信号的提取，进而确定坐标位置。
方案二实现起来较为简单，方案一能够减小功耗，但是脉冲电流可能引入较大的噪声，影响测量精度，而且控制相对复杂，方案三实现起来较为复杂。
考虑到题目中坐标测量分辨率为6mm时，绝对误差不大于3mm，方案二能够满足要求，1.2 系统结构本系统以MSP430为核心处理器，通过对ADC、MOS 开关、12864LCD 显示屏的控制，检测表笔与铜箔的接触，测量触点位置，实现了手写绘图、显示文字的功能，达到手写绘图板的基本技术要求。
如图1所示，本系统主要由电压信号调理电路、高精度AD 采样电路、精密恒流源电路、MSP430处理模块和12864 LCD 显示屏构成。
由精密恒流源输出1A 的恒定电流，通过开关控制电流流入普通覆铜板的方向，将表笔两端的压降通过INA118仪表放大器将mV 级电压信号放大至V 级，之后经过ADS8317采样，经过MSP430处理，将对应的坐标值以及图形、文字显示在LCD 屏上。
手写绘图板论文
2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘图板（G题）【本科组】参赛队号：301302392013年9月6日摘要本次大学生电子设计大赛，我们组选择的是手写绘图板，任务是利用普通的PCB覆铜板设计和制作手写绘图输入设备。
通过表笔与覆铜板接触，并测量接触点位置，进而实现手写绘图功能。
最初我们的思路是通过测量电阻的变化，来确定表笔在铜板上的位置，但是由于铜板的电阻太小，电阻的变化实在太小，根本无法测量，所以行不通；我们又用了惠斯通电桥的方法，电阻的变化任然太小，该方案任然行不通。
最后我们在试验的过程中偶然发现对铜板加高频信号，表笔在铜板上滑动的过程中，示波器上显示的电压值有相对明显的变化，毫伏级别的。
询问老师后，知道可能是长线原理的原因。
我们就通过这里发现对信号进行放大滤波等变处理，将信号转化成我们能够采样的信号，然后STM32单片机对数据进行处理，在TFT彩屏上作相应的显示。
关键词：高频信号惠斯通电桥STM32单片机TFT彩屏目录1引言 (1)2系统方案 (1)2.1 控制系统的论证与选择 (2)2.2 LCD显示模块的论证与选择 (2)2.3 硬件的设计 (3)2.3.1高频信号模块的设计 (3)2.3.2高频运放模块的设计 (3)2.3.3乘法器模块的设计 (3)2.3.4电源的设计 (3)2.4 程序的设计 (4)2.4.1程序功能描述与设计思路 (4)2.4.2程序流程图 (4)3 设计实现 (5)3.1 坐标点测量方法 (5)3.2 信号的处理 (5)4 测试 (5)4.1测试方法 (5)4.3 测试条件与仪器 (5)4.4 测试结果及分析 (6)4.5.1测试结果(数据) ..................................................................... 错误！未定义书签。
5 结论 (6)附录1：电路原理图 (7)附录2：源程序 (8)手写绘图板（G题）【本科组】1引言本次大学生电子设计大赛，我们组选择的是手写绘图板，任务是利用普通的PCB 覆铜板设计和制作手写绘图输入设备。
2013年全国大学生电子设计大赛 手写绘图板(G题)设计报告
摘要本手写绘图板系统由精密恒流源电路、低功耗模拟检测采样电路、高精度仪用放大器、AD转换器、单片机控制电路（MSP430）、12864液晶显示电路构成。
本系统使用普通覆铜板，对其对角交叉通过测试电流，探笔测得覆铜板上采样电压，将采样信号差模输入仪用放大器进行信号高精度放大后送入MSP430芯片，利用单片机内部自带AD转换，编程实现采样信号电压与坐标之间转换（算法采用有限元分析法和曲线拟合分析），主要可以实现以下功能：12864液晶上显示出探笔接触覆铜板上点的坐标值，并且基本实现在覆铜板上画圆，本设计具有低功耗的功能，并达到题目要求的测量精度。
关键词：手写绘图板覆铜板MSP430仪用放大器AD转换单片机最小系统目录一、方案论证与比较 ................................................................................................................................- 2 -1．检测采样部分 ..............................................................................................................................- 2 - 2．主控电路部分 ..............................................................................................................................- 2 -3. 坐标点测量方法 ...........................................................................................................................- 2 -二、系统设计 ............................................................................................................................................- 3 -1. 总体设计 .......................................................................................................................................- 3 -2. 单元电路设计 ...............................................................................................................................- 3 -（1）恒流电路 ..........................................................................................................................- 3 - （2）覆铜板换流控制...............................................................................................................- 4 - （3）探笔信号采集电路...........................................................................................................- 5 - （4）主控电路 ..........................................................................................................................- 6 - （5）显示部分 ..........................................................................................................................- 6 -3. 程序设计 .......................................................................................................................................- 6 -（1）程序完成功能...................................................................................................................- 6 - （2）程序流程图.......................................................................................................................- 6 -三、系统测试 ............................................................................................................................................- 7 -1. 测试方案 .......................................................................................................................................- 7 -（1）硬件调试 ..........................................................................................................................- 7 - （2）软件调试 ..........................................................................................................................- 8 - （3）软硬联调 ..........................................................................................................................- 8 -四、测试结果及分析 ................................................................................................................................- 8 -1. 性能测试分析 ...............................................................................................................................- 8 -（1）描点模式测试...................................................................................................................- 9 - （2）划线模式测试...................................................................................................................- 9 - （3）功耗测试 ..........................................................................................................................- 9 -2. 功能测试分析 ...............................................................................................................................- 9 -3. 误差分析 .......................................................................................................................................- 9 -（1）系统误差 ....................................................................................................................... - 10 - （2）随机误差 ..................................................................................................................... - 10 -五、参考文献： ..................................................................................................................................... - 10 -六、附录： ........................................................................................................................................... - 11 - 附1：覆铜板等电势分布图 .................................................................................................................. - 11 - 附2：等电位换流测试数据（500mA为基准）.................................................................................. - 11 - 附3：MSP430最小系统电路图............................................................................................................ - 12 - 附4：元器件明细表 .............................................................................................................................. - 12 - 附5：电路原理图图纸 .......................................................................................................................... - 15 - 附6：作品照片 ...................................................................................................................................... - 16 -一、方案论证与比较根据题目要求，我们分以下两个部分进行方案设计与论证： 1．检测采样部分方案一：根据实际测量计算，覆铜板需要较小的测试电流，探笔测得电压较小，通常为几uV 到几个mV 之间，为满足要求需将采样电压放大到1~1.5V ，采用通用运算放大器对探笔采样信号进行放大，优点是器件便宜易寻。
手写绘制板论文
2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘制板（G题）【本科组】2013年9月4日摘要关键字：ABSTRACT目录第一章方案比较与设计 (2)1.1 测量阻值的方案选择 (2)1.2 恒流源电路的方案选择 (2)1.3 开关电源的方案选择 (3)1.4 显示电路的方案选择 (3)第二章硬件电路 (4)2.1 恒流源电路 (4)2.2 H桥电路 (5)2.3 开关电源电路 (6)2.4小信号放大电路 (7)第三章系统理论分析与计算 (8)3.1 XX的分析 (8)3.2 XX的计算 (8)第四章软件设计 (9)4.1软件实现功能综述 (9)4.2主程序流程图设计 (9)第五章测试方案与测试结果 (10)5.1测试方案 (10)5.2测试条件与仪器 (11)5.3测试结果分析 (11)5.3.1 测试结果 (11)5.3.2测试分析与理论 (11)第六章总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录一整体电路原理图 (15)附录二系统操作说明 (15)附录三主要程序清单 (15)附录四元器件明细表 (15)附录五仪器设备清单 (15)附录六 PCB图 (16)附录七电路实物图 (17)手写绘制板（G题）【本科组】第一章方案比较与设计1.1 测量阻值的方案选择覆铜板的坐标确定，需要根据覆铜板的阻值的大小，但覆铜板的阻值很小，为准确确定电阻，所以设计以下方案：方案一：测电压，通过分2组测量4个角落的电压，与表笔电压进行比较。
采用此方案精度高，缺点是比较麻烦，测量得出的是电压值，要进行换算。
但铜板阻值的精度为mΩ级。
，方案二：采用万用表，万用表电阻档直接测量即可，简单易行。
但是要求万用表的精度比较高，很难达到。
综合以上两种方案，选择方案一。
1.2 恒流源电路的方案选择A/D采集时为防止有电流进入，而且需要给H桥提供恒定电流。
所以设计以下方案：方案一：采用两只同型三极管，利用三极管相对稳定基极电压作为基准。
2013年全国大学生电子设计大赛—手写绘图板
手写绘图板摘要：本系统以单片机MSP430F169为控制核心及数据处理核心,采用开关电源提供系统电压，采用可编程差动放大器ZMD31010作为提高覆铜板微电压增益的核心器件，设计并制作了一个手写绘图输入设备。
ZMD31010构成覆铜板上微电压的调理放大电路，通过单片机进行电压采集，再结合电学定位的方法确定覆铜板上表笔接触的位置，最终以数字形式显示接触点的坐标值。
本系统实现了对表笔触点坐标值的跟踪，分辨率可达到6mm以内,基本完成了显示表笔移动轨迹等功能。
测试结果表明，系统具有结构简单，定位精确，灵敏度高的优点。
关键词：可编程差动放大器调理放大开关电源一、方案比较与选择1、数据处理和控制核心选择方案一：采取MCS51单片机作为控制中心，51系列单片机的发展已有较长的时间，应用比较广泛，各种技术都比较成熟，但此系列单片机是8 位机，运算速度慢，片内资源少，存储容量小，难以存储大容量的程序和实现快速精准的计算、控制、反应。
方案二：采取单片机MSP430F169作为主控，MSP430f169单片机TI推出的超低功耗16位的处理器，其内部资源非富，具有体积小、功耗低等诸多特点,使用方便，性价比高等诸多优点。
根据题目要求和实际需要，采用方案二。
2、覆铜板电学定位方案设计与选择方案一：采用对覆铜板对角接线定位法。
给覆铜板对角端一定的电压，根据表笔在覆铜板上的接触所得的电压画出等势线进行定位。
仿真如图1所示。
覆铜板边缘部分等势线分布相对密集，中心部分分布稀疏，这样定位就会有较大的偏差，精确度差，且实现复杂。
方案二：采用对覆铜板平行端接线定位法。
给覆铜板平行两端一定电压，同样根据表笔在覆铜板上的接触所得的电压画出等势线进行定位。
仿真如图2所示。
覆铜板等势线呈均匀分布状态，定位精确度高，且实现简单。
综上所述，采用方案二。
图1 图23、信号调理与放大方案设计方案一：采用差动放大电路。
采用仪表运放INA128搭建的差动放大电路，此方案需采用双电源供电，外围电路设计相对复杂，调试繁琐，需多级连调，且电路稳定性差，容易失调。
全国电子设计竞赛 手写绘图板设计报告
Semiconductor Inc as the core, the use of ordinary PCB copper clad laminate design and making handwritten drawing input device. The design and implementation of a resolution of PCB coordinate positioning system 12*. The system can quickly realize the coordinate display, display contact four quadrant, graphics rendering. The pixel point determination range 12*8cm PCB board 15*10cm is displayed on the LCD12864. And through the button switch between the different functions. Keywords: MC9S12XS128 LCD12864 PCB
III
手写绘图板（G 题） 【本科组】
1 系统方案
本系统主要由手写绘图电源模块、输入模块、输入检测放大模块、显示模块、微 控制器模块组成如图 1.1 所示，下面分别论证这几个模块的选择。
图 1.1 系统模块图
1.1 手写绘图输入设备的论证与选择
采用测量覆铜板电阻大小的原理，表笔接负极。在覆铜板四个角上各接一个电阻 接电源，当表笔接触到覆铜板上，测量表笔到四个角的电压，根据电压信号可以计算表 笔的坐标。覆铜板的电阻非常小，上面分得的电压就比较小，所以要对信号进行放大。
大学生电子设计竞赛赛题分析
大学生电子设计竞赛赛题分析1赛项简介大学生电子设计竞赛(以下简称大赛)是由教育主管部门主办的电子相关专业的传统赛项，每年8～9月份举办一次，由教育部主办的国赛和由各省教育厅主办的省赛轮流交替进行。
因比赛规格高，参赛院校覆盖面很广，几乎所有开设电子类专业的学校都参加，参赛队伍近年来都达1万支以上。
与职业技能大赛不同的是，赛前没有规定比赛内容和范围，直到比赛开始才公布赛题。
比赛共持续4天3夜，不间断进行。
参赛学生每3人为一组，需在规定的时间内制定方案、设计电路、制作电路板、撰写设计报告等。
竞赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式进行，比赛期间学生可以查阅有关纸介或网络技术资料，队内学生可以集体商讨设计思想，确定设计方案，分工负责、团结协作，以队为基本单位独立完成竞赛任务;竞赛期间不允许任何教师或其他人员进行任何形式的指导或引导①。
比赛结束后，各个赛点经初步测试优秀的队伍可选送到各赛区指定院校进行正式测试。
如果是国赛年份，还需进行半天左右封闭比赛，成绩好的再选送至全国竞赛组委会制定院校进行复测，并根据复测情况确定获奖名次。
从比赛的赛事规程来看，比赛虽然是公开的，但难度大，技术指标要求高，持续时间相对技能大赛要长。
从最初确定方案到产品制作完成，各项指标都能满足要求的确实不多。
从历年的比赛成绩来看，获奖的比例并不高。
以2015年为例，全国共有1097所高校、13063支代表队，共计39189名同学报名参赛。
其中获得全国一等奖有287支队伍②，占总数的2．2%，可见难度较大。
福建省自参加该项赛事以来，本科组近年来获得全国一等奖的次数逐渐增多，但高职院校参赛获奖很少。
说明高职学生参加该项赛事存在较大困难，主要原因是学生在设计、编程、调试等方面能力训练不足，离赛项要求存在一定差距，需要在平时训练中加以提高。
然而学生的训练只有暑期1个多月的时间，涉及的课程多，知识面广，知识点非常多，要想取得好成绩，必须要有针对性的训练方法，有的放矢才能达到目的。
【电赛参考资料】G题手写绘图板(题目解析)
• 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;
• 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;
{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。
• 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
• 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
表笔
15x10cm覆铜板 B (12x8cm) A (6x4cm)
手写绘图板设计报告
手写绘图板摘要本作品基于四线制测电阻原理的基本原理，测量电压，计算电阻值来确定位置。
以单片机MSP430的最小系统为控制核心，采用单12V供电。
表笔接触铜箔表面时，能给出明确显示。
具有显示坐标大小、横坐标正负和在屏幕上显示对应点的功能，还能跟踪表笔动作并显示绘图轨迹。
其显示精度为10mm,绝对误差不大于5mm。
可显示12cm×8cm的范围，高精度区为6cm×4cm。
关键词：MSP430，绘图一、方案比较和选择1、控制方案的选择方案一：采用51单片机实现控制功能。
运用比较广泛，有良好的知识基础，上手比较快。
本系统的程序量比较大，需要的I/O口资源比较多，51单片机很难胜任这些功能。
方案二：可以使用FPGA实现控制功能。
电路设计比较简单，可以很容易的实现控制、显示和键盘等功能。
价格较高，显得大材小用。
方案三：可以使用MSP430F149单片机同时完成检测、控制、显示等功能，且该单片机以超低功耗著称，此方案简单易行，设计自由度大而且成本较低。
基于上述考虑，拟采用方案三。
2、显示模块的选择方案一：选用12864液晶屏。
与1602lcd相比，12864液晶屏有显示信息量较大的特点，且具有图形显示的功能，满足题目基本要求。
但功耗相对较高以及响应速度较慢是其缺点。
方案二：选用TFT彩色液晶屏。
彩色液晶屏显示信息丰富，具有灵活现成的函数可以调用，开发周期短，响应快，功耗低，画面细腻，人机界面友好。
但编程较为复杂，成本高。
基于上述考虑，拟采用方案一。
3、放大电路方案的选择方案一：采用两级运算放大器对表笔采集的微弱信号进行放大，运算放大器采用型号为OP07。
通过MULTISIM仿真软件可以实现放大1000倍，但是在实际操作中有很多不理想的因素，会造成较大的误差，未采用。
方案二：采用HX711 A/D转换芯片。
HX711是一款24位 A/D转换芯片。
采用片上放大器进行放大。
利用HX711芯片可使放大后的电压值更利于A/D采集，且电路简洁，减少了整个系统的功耗，但是A/D值抖动厉害，所以最终采用两级OP07做放大电路。
江西省十七届电子设计制作大赛赛题的分析
江西省十七届电子设计制作大赛赛题的分析江西南昌南昌理工学院胡春平 330013[摘要] 本文介绍了本人对江西省十七届电子设计制作大赛赛题的整个分析过程及注意事项。
[关键词] 编码调光光控一、引言1江西省电子电脑大赛是由省教育厅、团省委主办，为了考察并提高学生的思维能力、动手能力，尤其是数电、模电及传感器等基础知识的运用技巧而开设的一次大赛，通过本次大赛使我深刻体会到动手能力和综合素质的重要性。
2江西省第十七届大学生设计制作赛赛题如下现提供一批器材，请在其中选择适当的元器件，设计制作一个至少有三级变速的简单的电扇调速器，其要求是当分别数显0、1、2三个数字时，电扇相应处在失电、强电（市电电压）、弱电（小于市电电压）三档级的供电状态。
由于不可能给每位参赛者提供一台电扇，只好给各位提供220伏交流40瓦的白炽灯泡及其塑壳灯头一套（供电导线从提供给作品用的电源线上剪下一段即可）。
用白炽灯泡的熄、亮、暗代替电扇的失电、强电、弱电的三种状态便成为调光（调速）器要求该调光（调速）器有如下功能；白天，手动（自动控制失效）控制灯泡的供电，即每当用手按一次调光（调速）器的按键时，显示数码变动一字，对应的灯泡（或电扇）供电变化一档。
晚上，自动（手动失效）控制灯泡的供电，即当调光（调速）器得电后，自行数显“0—1—2”循环往复显示的同时，对应有灯泡“失电（灯泡失亮）—强电（灯光正常亮度）弱电（灯光暗淡）” 循环往复的过程，可形成“自然风“的模式。
电路元件（CD4011、NE555、LM358、可调电阻、9013、继电器、保险丝、晶闸管、阻容件、带锁按键、变压器、焊锡等）.二、赛题分析三、赛题设计图2 电路方框图(一) 单元电路分析1、电源电路220V市电电压通过保险丝，采用变压器降压、IN4007二极管整流、电容滤波、LM7809稳压输出、利用红色发光二极管指示电源电路工作状态，电路原理如图3所示。
220V市电经过变压器F1降压、二极管桥式整流，C4用于滤除由市电引入的高频干扰，用瓷片电容C104滤除高频纹波，电容C2滤波后送入LM7809第1脚，第2脚接地，第3脚输出稳定的电压9V。
G题手写绘图板资料
2013年全国大学生电子设计竞赛手写绘图板（G题）【本科组】2013年9月7日手写绘图板摘要手绘板，众所周知，是计算机输入设备的一种，通常是由一块板子和一支压感笔组成。
它和本文所介绍的手写绘图板等作为非常规的输入产品相类似，都针对一定的使用群体。
手写绘图板主要是利用一根连接到电路的普通表笔在PCB 覆铜板上实现简单的绘图及坐标查找功能，并能在表笔接触板上任一点时，明确显示触点的象限位置及坐标值。
它包括硬件电路和软件编程两部分。
硬件电路主要包括恒流源、二级差分放大、单片机内部A/D采样模块、显示模块。
由于敷铜板的电阻很小，所以是采集小信号，然后将采集到的两路电压信号差分放大后经过二级放大得到一个稳定变化的电压值，然后用AD采样经数值变换得到坐标，用低功耗单片机MSP430F14处理，在HB240128液晶显示屏上显示。
采集若干点在液晶上描点还可以绘制一些简单的图形。
【关键字】MSP430F149 敷铜板差分放大 AD采样低功耗Handwritten Drawing BoardAbstract：Hand-painted plates, we all know, is a computer input device, which is usually caused by a board and a pressure sensitive pen components. It is described in this article handwriting and drawing board unconventional inputs such as similar products are used for certain groups. Handwriting mainly using a graphics tablet connected to the circuit common table pen on the PCB CCL simple graphics and coordinate search function, and can contact board office table pen point, clearly shows the location and contact quadrant coordinate values. It includes hardware circuitry and software programming in two parts. Hardware circuit includes a constant current source, two differential amplifier, internal microcontroller A / D sampling module, display module. Since Bonded Copper resistance is small, so small signal is collected and then collected two amplified differential voltage signal amplified through two changes to get a stable voltage value, and then use AD sampling by numerical transform coordinates, with a low processing power microcontroller MSP430F14 in HB240128 displayed on the LCD. Collected at several points on the LCD can also draw on the tracing point some simple graphics.【Keywords】MSP430F149 A/D sampling Copper Differential amplifierI目录一、引言 (1)1.1 系统总体框架 (1)1.2 本设计应该达到的技术指标 (1)1.2.1 基本要求 (1)1.2.2 发挥部分 (1)二、系统方案选择与论证 (2)2.1 系统方案选择 (2)2.2 主控器件的选择 (2)2.3 稳压电路的选择 (3)2.4 运放的选择 (4)三、系统总体设计 (5)3.1 系统总体硬件电路框图 (5)3.2 系统软件框图 (5)四、系统单元电路设计 (6)4.1恒流源电路 (6)4.2 信号采集电路 (7)4.3 二级差分放大电路 (7)4.4负电压产生电路 (7)五、系统测试与数据分析 (8)5.1 测试仪器 (8)5.2 相关测试数据 (8)5.3 测试结果分析 (9)六、重要程序解析 (9)6.1 A/D采样程序 (9)6.2 拟合算法程序 (10)七、结论与系统改进措施 (12)7.1 题目达到了所有基本和部分扩展功能及指标的要求： (12)II7.2 存在问题及改进措施： (12)八、参考文献 (12)附录 (13)III1一、引言1.1 系统总体框架根据手写绘图板题目要求和本系统的设计思想，系统主要包括图1.1 所示的模块。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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;
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;
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
{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。
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)
• 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
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。
•
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8m 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