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2013年全国大学生电子设计竞赛G题一等奖作品:手写绘图板电路方案

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简介:
本作品为2013年全国大学生电子设计竞赛G题一等奖获奖项目,介绍了一种手写绘图板电路设计方案,实现了高效、便捷的手写输入功能。 本设计旨在实现一个较为精确的手写绘图板。我们通过在覆铜板上接入恒流源,并引入八个精密电阻,在触摸笔接触覆铜板任意位置时可以检测到一个小电压信号,以此原理采集差分信号以提高信号传输效果。接着,我们将采集的信号进行电压跟随处理来增强电路带负载能力并获得稳定的小电压信号,再通过高精度放大和低通滤波进一步提升信号质量和性价比。 放大的电压信号由高精度AD转换器捕捉,并经51单片机处理后显示在液晶屏上。这样可以实时显示触摸笔的位置坐标及其他信息。我们使用51单片机实现整个设计,包括所有C语言源程序、绘图板差分放大及电源模块的电路原理图和PCB图均已上传。 论文详细介绍了整个设计方案,其中包含已实际制作并验证过的电源模块原理图与PCB匹配方案。绘图板部分使用的PCB中右侧AD部分未使用,左侧可用。由于时间紧迫未能重新绘制完整版设计,但所有提及的原理图及PCB均为我们尝试过的设计方案,并具有参考价值。 目前团队成员均已开始工作,无法进一步整理电路图资料,请谅解由此带来的不便。现免费分享这些资源供有需要的人下载作为参考资料使用。

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客服
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  • 2013G
    优质
    本作品为2013年全国大学生电子设计竞赛G题一等奖获奖项目,介绍了一种手写绘图板电路设计方案,实现了高效、便捷的手写输入功能。 本设计旨在实现一个较为精确的手写绘图板。我们通过在覆铜板上接入恒流源,并引入八个精密电阻,在触摸笔接触覆铜板任意位置时可以检测到一个小电压信号,以此原理采集差分信号以提高信号传输效果。接着,我们将采集的信号进行电压跟随处理来增强电路带负载能力并获得稳定的小电压信号,再通过高精度放大和低通滤波进一步提升信号质量和性价比。 放大的电压信号由高精度AD转换器捕捉,并经51单片机处理后显示在液晶屏上。这样可以实时显示触摸笔的位置坐标及其他信息。我们使用51单片机实现整个设计,包括所有C语言源程序、绘图板差分放大及电源模块的电路原理图和PCB图均已上传。 论文详细介绍了整个设计方案,其中包含已实际制作并验证过的电源模块原理图与PCB匹配方案。绘图板部分使用的PCB中右侧AD部分未使用,左侧可用。由于时间紧迫未能重新绘制完整版设计,但所有提及的原理图及PCB均为我们尝试过的设计方案,并具有参考价值。 目前团队成员均已开始工作,无法进一步整理电路图资料,请谅解由此带来的不便。现免费分享这些资源供有需要的人下载作为参考资料使用。
  • 2013G 三及报告.pdf
    优质
    该文档详细介绍了针对2013年全国大学生电子设计竞赛G题所提出的解决方案三,重点阐述了手写绘图板的设计与实现,并附有详细的项目报告。 2013全国大学生电子设计大赛G题--手写绘图板方案3及报告3
  • 基于MSP430F169的(2013G)-
    优质
    本项目介绍了一种基于MSP430F169单片机的手写绘图板的设计,实现手写输入并转换为数字信号输出的功能。该设计方案参加了2013年的电子设计竞赛,并荣获佳绩。详情请见电路方案部分。 在13年电赛G题中,我们首先使用运放LM317对铜箔上的直流偏差进行差分放大处理,然后通过ADS1115外置ADC将放大后的直流偏置信号转换为数字信号,并输入单片机进行进一步的处理。根据题目要求,我们需要采集铜箔网格上大量点对应的电压值,将这些数据输入MATLAB中以得出电压与坐标之间的函数关系。显示设备使用的是12864显示屏。此外,我们还提供了运放LM317的MULTISIM仿真资料以及程序源码和MATLAB的数据处理资料。
  • 2011(A
    优质
    在2011年的全国大学生电子设计竞赛中荣获国家一等奖(A题),展现了卓越的技术创新能力和团队合作精神。 2011年全国大学生电子设计大赛国家一等奖A题的系统以ATmega128为主要控制核心,包括DC/DC变换电路、恒流源控制电路、D/A数模转换模块、电流电压测量模块、电源模块、显示模块和过流过压保护模块等组成部分。其中,DC/DC变换电路采用简单的Buck型拓扑结构;恒流源控制系统则利用集成运算放大器构建具有深度负反馈的数字可控直流源。 系统的核心控制部分由ATmega128微控制器负责,用于管理整个系统的运行流程。在设计过程中,我们针对关键模块——即DC/DC降压电路和恒流源控制模块,制定了多种设计方案并进行了详细论证。 对于DC-DC降压模块,我们考虑了反激变换器、推挽式变压器以及Buck型斩波电路三种方案,并最终选择了结构简单且易于调试的Buck型设计。在恒流源控制器方面,则有软件闭环与硬件闭环两种方式可供选择;经过比较后确定采用后者以实现快速稳定的电流输出。 此外,我们还开发了包括测量、供电及保护在内的各种辅助模块,它们协同作用确保系统的稳定性和安全性。此项目的设计成果适用于多种电子设备的电源系统,并且具有广泛的实用价值和参考意义。同时,整个设计过程展示了复杂电子工程项目所需的专业技能与经验积累的重要性。通过详尽地评估并优化设计方案,我们最终实现了系统性能与可靠性的最佳化配置。
  • 2011(A
    优质
    该奖项获得者在2011年的全国大学生电子设计竞赛中凭借卓越的设计能力荣获A题国家一等奖,展现了其在电子工程领域的杰出才能和创新精神。 2011年全国大学生电子设计大赛国家一等奖A题。
  • 2015F——数字频率
    优质
    本作品为2015年全国大学生电子设计竞赛中荣获F题一等奖的数字频率计项目。该设计实现了高精度、宽范围内的信号频率测量,充分展现了参赛团队卓越的技术能力和创新思维。 2015年全国大学生电子设计大赛F题一等奖作品——数字频率计。
  • 2015F——数字频率
    优质
    本作品为2015年全国大学生电子设计竞赛一等奖获奖项目,是一款高精度的数字频率计,能够精确测量信号频率和周期。 2015年全国大学生电子设计大赛F题一等奖作品——数字频率计的PDF文档。
  • 2011家级(B
    优质
    在2011年全国大学生电子设计竞赛中荣获国家级一等奖(B题),展现了卓越的电子设计能力和创新思维,在众多参赛队伍中脱颖而出。 ### 基于自由摆的平板控制系统关键技术解析 #### 一、系统方案分析与选择 ##### 1.1 控制器选用与控制系统方案选择 **控制器选用:** 本设计选择了STC89C51单片机作为核心控制器。这款单片机具有较高的集成度,包括8K字节的Flash存储器、256字节的RAM以及丰富的IO资源,支持两个数据指针和三个16位定时器计数器等特性。这些特点使得STC89C51单片机非常适合用于实时控制和数据处理任务。 **控制系统方案选择:** - **方案一**:采用面包板搭建简易单片机系统,虽然灵活性较高但可靠性较低且连线复杂,不适合本设计。 - **方案二**:自制单片机印刷电路板,能够提高性能但耗时较长且成本较高,不适用于本设计。 - **方案三**:采用单片机最小系统,并包含显示、矩阵键盘、AD和DA等模块。此方法能简化外围电路设计并提升稳定性,因此被选为最佳方案。 ##### 1.2 角度测量模块的论证与选择 **角度测量方案选择:** - **方案一**:采用加速度传感器需要额外放大电路及AD转换,信号易受干扰且增加系统复杂性。 - **方案二**:使用电位器作为角度传感器价格低廉、分辨率高但输出为模拟信号需进行AD转换,增加了设计难度。 - **方案三**:选择增量式光电旋转编码器具有体积小、精度高等优点,并便于安装减少了硬件设计的复杂度。因此被选作最佳方案。 #### 二、系统理论分析与计算 ##### 2.1 自由摆平板控制系统的分析 **自由摆平板系统模型建立:** 为了准确地控制平板的角度变化,首先需要构建自由摆平板系统的数学模型。这涉及到质量分布及物理特性等因素。通过该模型可以更精确预测运动状态,并设计有效的控制策略。 **角度测量原理分析:** 增量式光电旋转编码器利用检测脉冲数量来计算角度变化。具体而言,每转过一定角度会产生固定数目的脉冲,计数这些脉冲即可获得当前的旋转位置。 **平板角度的分析:** 精确调节平板的角度直接影响到硬币平衡和激光笔定位精度。通过实时监测自由摆的角度并结合步进电机控制可实现对平台角度的调整从而保持硬币稳定及减少偏移误差。 **角度测量计算方法:** - **单位脉冲转过角度计算**:根据编码器脉冲数与旋转角度的比例关系,可以确定每个脉冲代表的角度变化。 - **编码器可行性分析**:通过最大分辨率和最小可检测角位移的计算验证其是否满足控制精度要求。 **步进电机模块论证** - **节拍数与螺旋码盘输出脉冲之间的联系**:每次转动角度直接相关于脉冲数量,调整脉冲量可以精确地操控旋转。 - **空载启动频率分析**:评估最大空载启动频率确保在所需响应时间内达到预期速度。 #### 三、电路设计和程序编写 **电路的设计** - **系统总体框图**:展示了各模块之间的连接关系以及单片机与其他部件的协作方式。 - **整体电路原理图**:详细描绘了元件间的连接,为实际制作提供了依据。 - **显示子系统的结构与工作原理介绍**。 **程序编写** - **功能描述**: 程序主要实现角度测量、电机控制和结果展示等核心任务。 - **具体分析设计**: 详述中断服务程序、主循环框架及数据处理算法等方面的内容。 #### 四、测试方案及结果 **测试计划制定:** 详细规划了硬件检测、软件验证以及综合调试的步骤流程。 **所需设备与工具列表:** 列出所有用于执行测试所需的仪器和装置,确保准确无误地完成各项检验工作。 - **具体实施情况**: 通过严格的试验确认系统的稳定性和精确性,并根据数据反馈进行必要的优化调整。 #### 总结 回顾整个设计过程并总结出成功经验和不足之处。同时提出改进措施以提高未来项目的质量和效率。 #### 参考文献 列出在项目开发过程中参考的主要资料和技术规范,为后续研究提供理论依据和支持。 #### 附录 包括电路图、源代码和主要元器件清单等详细信息供读者进一步了解设计细节。
  • 2017本科组H——
    优质
    本作品为2017年全国大学生电子设计竞赛本科组H题获奖成果,专注于创新性的电路设计方案,展示了当代大学生在电子工程领域的专业技能与创新能力。 2017年全国大学生电子竞赛本科组H题——远程幅频特性测试装置的设计资料荣获四川省一等奖。设计内容包括完整的设计报告、上位机(JAVA)程序代码以及下位机(STM32)的程序代码,系统采用WiFi通信技术。 该装置用于测量放大器的幅频特性,并将数据以直观图线形式展示出来。整个系统的核心控制器是高性能单片机STM32F103,数字式频率合成器AD9854负责产生所需的信号。用户可以通过键盘和OLED显示屏进行扫频、点频模式以及频率、幅度等参数的设置,并生成一路稳定幅值的正弦扫频信号。 该信号经过自制的增益范围为0至40dB可调放大器,再由均值响应功率检波器AD8361转换成直流信号,从而获取到输出信号的幅值信息。然后通过单片机内部模/数转换器进行采样和处理计算,并将得到的数据发送给Wi-Fi模块ESP-32,实现局域网内设备对幅频特性数据的访问。 此外,该作品还配套有计算机应用程序和安卓APP,能够方便地展示放大器的幅频特性曲线。这使得远程测试成为可能。
  • 2009A论文(
    优质
    本论文是基于2009年全国大学生电子设计竞赛A题所完成的研究成果,荣获国家级一等奖。文中详细阐述了技术方案、创新点及实现过程,具有较高的学术和实践价值。 2009年全国大学生电子设计大赛 国家一等奖:A光伏并网发电模拟装置(郭世忠)