电子设计大赛——手写绘图板}题目分析.ppt

{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。 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 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。 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。 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; 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; 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; * 到到公 *