一種具有檢測(cè)壓力功能的無(wú)線筆

　　摘要：本文介紹以單片機(jī)為控制核心，運(yùn)用LC振蕩電路實(shí)現(xiàn)的根據(jù)壓力大小改變筆跡粗細(xì)功能的電子筆。在文中首先介紹該檢測(cè)方式的工作原理，并對(duì)該系統(tǒng)的組成及各部分的作用作了詳細(xì)的介紹。實(shí)際檢測(cè)結(jié)果表明，該方案的筆跡粗細(xì)精度高，且具有類似毛筆的筆鋒功能。

　　基本原理

　　該筆的結(jié)構(gòu)如下：筆芯外面有磁環(huán)，磁環(huán)外面有電感線圈。當(dāng)筆芯受到壓力時(shí)帶動(dòng)磁環(huán)運(yùn)動(dòng)，磁環(huán)與電感線圈產(chǎn)生相對(duì)位置的移動(dòng)，此時(shí)電感線圈的電感量也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化。然后通過振蕩電路把電感量變化轉(zhuǎn)化成方波(正弦波轉(zhuǎn)化成方波)振蕩頻率的變化，所以檢測(cè)頻率的變化即可得到壓力的變化。

　　系統(tǒng)組成

　　壓力檢測(cè)模塊

　　壓力檢測(cè)模塊的主要作用是把壓力的變化轉(zhuǎn)換為方波頻率的變化。壓力檢測(cè)模塊由正弦波振蕩電路、整形電路組成，各電路模塊的功能如下：

　　(1)正弦波振蕩電路：該電路是采用LC振蕩的方式，即壓力變化變化時(shí)該電路會(huì)產(chǎn)生頻率不斷變化的正弦波。

　　(2)整形電路：該電路將正弦波轉(zhuǎn)換成方波。該模塊電路總體方案設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，但是在調(diào)整電路參數(shù)時(shí)需要根據(jù)合適的頻率、頻率的變化范圍、閾值大小等做細(xì)微調(diào)整?！　?/p>

 

　　壓力采集及處理模塊

　　壓力采集及處理模塊的主要作用是把上面得到的方波進(jìn)行采集然后通過算法處理并送給無(wú)線傳輸模塊，該模塊主要包括壓力采集和數(shù)據(jù)處理。

　　壓力采集模塊：方波輸出到單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口T0，然后檢測(cè)該接口的下降沿脈沖的個(gè)數(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到由于單片機(jī)在第一個(gè)機(jī)器周期檢測(cè)到輸入管腳的電平為高，在第二個(gè)機(jī)器周期檢測(cè)到輸入管腳的電平為低，才會(huì)判斷該引腳輸入了一個(gè)下降沿，所以檢測(cè)到一個(gè)下降沿至少需要兩個(gè)機(jī)器周期，所以方波輸入的頻率最高為振蕩頻率的1/24。本系統(tǒng)所用單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為12MHz，所以方波輸入的頻率最高只能是500kHz。