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2013年全国大学生电子设计竞赛

2013年全国大学生电子设计大赛 手写绘图板（本科组 G题）设计报告

2013年全国大学生电子设计竞赛

【摘 要】 手写绘图板系统主要包括电源模块、恒流源模块、微弱信号检测模块、ＭＣＵ控制模块和ＴＦＴ触摸显示模块。电源给系统的各个模块提供稳定的电源，恒流源给铜板X，Y轴分别加恒定的电流，微弱信号检测模块检测铜板上微小的电压变化并处理这些信号，ＭＣＵ通过控制继电器控制恒流源模块给铜板提供电流，并控制微弱信号检测模块分别采样Ｘ轴的电压值和Ｙ轴的电压值。当ＭＣＵ控制继电器给铜板的Ｘ轴、Ｙ轴加上电流后，触笔接触到铜板并滑动，由于铜板不同点对公共端的阻抗不一样，所以铜板上有很微弱的电压变化，通过微弱信号检测模块检测处理，然后进行ＡＤ采集。再通过ＭＣＵ进行一系列的计算，得出Ｘ、Ｙ坐标值并通过ＴＦＴ触摸显示模块显示出来。

【关键词】恒流源，微弱信号检测，STM32最小系统，触摸显示屏；

2013年全国大学生电子设计竞赛

目录

1

前言 ......................................................................................................... - 1 - 1.1 1.2 1.3 2

设计的背景及意义 ...................................................................... - 1 - 设计要求 ...................................................................................... - 1 - 本设计所作的工作 ...................................................................... - 2 -

方案比较与方案选定 ............................................................................. - 3 - 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

恒流源方案设计与比较 .............................................................. - 3 - 铜板采样方案论证比较 .............................................................. - 4 - 微弱信号检测电路论证比较 ...................................................... - 4 - ＴＦＴ显示最小系统搭建方案设计 .......................................... - 5 - 低功耗设计 .................................................................................. - 5 -

3 系统框架设计 ......................................................................................... - 6 - 3.1

系统供电部分电路设计 .............................................................. - 6 - 3.1.1输入电压第一级稳压 .............................................................. - 7 - 3.1.2 模拟正5V ............................................................................... - 7 - 3.1.3 模拟负5V ............................................................................... - 7 - 3.1.4 恒流源电路 ............................................................................. - 8 - 3.1.5.电路板PCB布局布线 ............................................................ - 9 - 继电器电路 .................................................................................. - 9 - 铜板坐标测量方法 .................................................................... - 10 - 微弱信号电路设计 .................................................................... - 10 - STM32最小系统 ......................................................................... - 12 -

3.2 3.3 3.4 3.5 4

程序设计 ............................................................................................... - 12 - 4.1

程序流程图 ................................................................................ - 12 -

5 系统测试 ............................................................................................... - 13 - 5.1 5.2 5.3

测试原理 .................................................................................... - 13 - 测试方法 .................................................................................... - 14 - 测试结果 .................................................................................... - 14 -

6 7 8

结论 ....................................................................................................... - 16 - 参考文献 ............................................................................................... - 17 - 附录 ....................................................................................................... - 18 - 附录一 - 18 - 附录二 - 19 - 附录三 - 20 -