基于TMS320VC5509A的超聲波電子筆設(shè)計(jì)
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
超聲波電子筆系統(tǒng)由一個(gè)主機(jī)設(shè)備和一只電子筆組成。其中主機(jī)設(shè)備包含兩個(gè)位置固定的超聲波傳感器、超聲接收電路、信號(hào)采集和用于筆觸位置計(jì)算的DSP處理器。為了功能完善,DSP外接有SD卡存儲(chǔ)器、液晶顯示器(LCD),溫度傳感器和紅外發(fā)生器,其整體架構(gòu)如圖2所示。
接收電路分前級(jí)放大,帶通濾波,后級(jí)放大,整形電路幾部分。因?yàn)橹苯佑沙暡▊鞲衅鹘邮盏降男盘?hào)十分微弱,需要進(jìn)行前級(jí)放大,此處選用高精度單片運(yùn)算放大器OP07實(shí)現(xiàn)。帶通濾波采用壓控電壓源二階帶通濾波器,其電路原理如圖3所示,它通過(guò)改變Rf和R4的比例就可改變頻寬而不影響中心頻率,電路參數(shù)由下面的公式計(jì)算得到,中心頻率
核心處理器選用TI公司的16位低功耗DSP芯片TMS320VC5509A。VC55-09A主頻最高達(dá)200 MHz,內(nèi)部有雙乘法器,支持DMA操作,集成有USBl.1控制器、多路A/D轉(zhuǎn)化器,并且它自帶MMC控制器,可以擴(kuò)展MMC卡和SD卡作為存儲(chǔ)設(shè)備。SD卡主要用于存儲(chǔ)形成的筆跡信息,用于事后通過(guò)片上集成的USB接口上傳至電腦作進(jìn)一步處理,比如通過(guò)文字識(shí)別軟件生成標(biāo)準(zhǔn)字體;液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示筆跡信息,并且調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)使有利于人機(jī)交互;溫度傳感器用于監(jiān)控環(huán)境溫度,由于超聲波在空氣中的傳播速度是一個(gè)與溫度有關(guān)的量,需要對(duì)檢測(cè)的筆跡結(jié)果作修正;紅外發(fā)生器配合電子筆中的紅外接收器工作,作為超聲波測(cè)距時(shí)的同步信號(hào)。
在與SD卡連接時(shí),直接利用DSP自帶的MMC控制器,通過(guò)對(duì)EBSR(外部總線選擇寄存器)的設(shè)置,來(lái)選擇工作于MMC/SD模式或MCBSP(多通道緩沖串口)模式,對(duì)SD卡的操作其接口方式,如圖4所示。
顯示部分,為了使編程方便,選用了日本SEIKOEPSON公司的SEDl335控制器,它可以直接與DSP相連,有較強(qiáng)功能的I/O緩沖器,在其內(nèi)部時(shí)鐘全周期內(nèi),可全速響應(yīng)DSP的訪問(wèn),使DSP的數(shù)據(jù)總線直接與控制器的數(shù)據(jù)接口連接。
評(píng)論