基于TMS320VC5509A的超声波电子笔设计

2019-08-02 15:19发布

随着计算机应用的普及,对便携式输入设备的要求也越来越高。人们希望能随时随地用电子设备记录下原始的书写内容。传统的基于传感材料的手写笔系统需要特殊的书写材料,使它的应用范围受到限制。超声波相对与电磁波速度要小得多,其传播的时间较容易检测,将其应用于电子笔系统中,可以使输入设备更加便捷,笔迹跟踪准确。
  DSP拥有高速的运算能力,适合于大运算量的信号处理,在超声波电子笔系统中将其作为信号处理的核心处理器是一个良好的选择。本系统综合应用传感器技术、波形检测和笔迹形成技术,实现记录手写笔迹的功能。当电子笔在任意平面书写的同时,笔迹即刻显示在主设备的屏幕上,同时笔迹信息存储到主设备的SD卡中,并且可以上传至电脑,作进一步的处理。它适用于移动办公、电化教育、网络会议等多种场合。
  1 超声波笔迹检测原理
  超声波是一种弹性机械波,其传播时能量相对集中,衰减小,不受光线和周围物体颜 {MOD}的影响,广泛应用于工业检测之中。电子笔系统要精确完成笔迹形成和存储的功能,首先是要利用超声波检测出各个采样时刻笔触所在位置。为此,需要一个超声波发生器安装于笔触位置,两个超声波传感器固定在一个主设备上。它们的几何位置关系可以由图1表示,其中R(L)和R(R)是两个固定的超声波传感器,TX是笔触上的超声波发生器,a为R(L)与R(R)之间的距离,是一个已知常量。

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6条回答
chenci2013
2019-08-03 11:58
 来波检测部分,首先由检测电路引起的中断计算出时间差,以此作为点迹计算的依据,然后由坐标转换关系计算出当前点迹位置。计算过程中包含开方运算,采用牛顿迭代法完成。

  SD卡的操作包括初始化和读写两项操作。初始化时要分别对SD卡控制器和SD卡初始化。SD卡控制器的初始化主要是完成各种参数的配置,包括控制器与DSP数据传输的DMA方式、传输速率、读写超时设置和读写数据块长度等;SD卡的初始化主要是检测卡的电压状态,分配相对地址。

  DSP访问液晶控制器时,首先将指令代码写入指令缓冲器,随后将该指令所需参数按顺序通过数据输入缓冲器写入相应的功能寄存器中。其中SEDl335指令代码既可设置功能位,又是参数寄存器的选通码。

  手写笔内部MCU部分的程序既要通过压力传感的信号判断笔触是否已经与纸张接触,又要判断主设备的红外同步信号,当检测就绪时,才产生设定频率的超声波信号。

  4 结束语

  经实验测试,主设备能实时跟踪笔触的运动轨迹,显示图像与笔触划过路径保持一致,完成了笔迹跟踪、显示与存储的基本功能,具有较好的抗干扰能力。然而书写中的笔锋,即书写笔迹的轻重无法表现出来,能否将笔触位置的压力传感器信息分级,并融入后级的笔迹形成中来解决此问题是进一步研究的方向。

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