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超聲波是一種彈性機械波，其傳播時能量相對集中，衰減小，不受光線和周圍物體顏色的影響，廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測之中。電子筆系統(tǒng)要精確完成筆跡形成和存儲的功能，首先是要利用超聲波檢測出各個采樣時刻筆觸所在位置。為此，需要一個超聲波發(fā)生器安裝于筆觸位置，兩個超聲波傳感器固定在一個主設(shè)備上。它們的幾何位置關(guān)系可以由圖1表示，其中R(L)和R(R)是兩個固定的超聲波傳感器，TX是筆觸上的超聲波發(fā)生器，a為R(L)與R(R)之間的距離，是一個已知常量。
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在有紅外信號同步的情況下，b和c的大小可以通過渡越時間法實時測量得到。然后，以R(L)所在位置為原點，以R(L)和R(R)的連線為x軸建立平面坐標(biāo)系，由簡單的幾何知識得到此時筆觸的位置坐標(biāo)為
通過反復(fù)測量，以75 Hz頻率采樣形成點跡，多個時刻的點跡最終形成連續(xù)筆跡。為了避免環(huán)境噪聲干擾和多套系統(tǒng)同時使用時產(chǎn)生的相互干擾，采用文獻(xiàn)敘述的兩步檢測和時隙跳變檢測方法。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
超聲波電子筆系統(tǒng)由一個主機設(shè)備和一只電子筆組成。其中主機設(shè)備包含兩個位置固定的超聲波傳感器、超聲接收電路、信號采集和用于筆觸位置計算的DSP處理器。為了功能完善，DSP外接有SD卡存儲器、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。
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接收電路分前級放大，帶通濾波，后級放大，整形電路幾部分。因為直接由超聲波傳感器接收到的信號十分微弱，需要進(jìn)行前級放大，此處選用高精度單片運算放大器OP07實現(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)由下面的公式計算得到，中心頻率
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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，可以擴展MMC卡和SD卡作為存儲設(shè)備。SD卡主要用于存儲形成的筆跡信息，用于事后通過片上集成的USB接口上傳至電腦作進(jìn)一步處理，比如通過文字識別軟件生成標(biāo)準(zhǔn)字體；液晶顯示器實時顯示筆跡信息，并且調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)使有利于人機交互；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與溫度有關(guān)的量，需要對檢測的筆跡結(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，作為超聲波測距時的同步信號。
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在與SD卡連接時，直接利用TMS320VC5509A自帶的MMC控制器，通過對EBSR(外部總線選擇寄存器)的設(shè)置，來選擇工作于MMC／SD模式或MCBSP(多通道緩沖串口)模式，對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，有較強功能的I／O緩沖器，在其內(nèi)部時鐘全周期內(nèi)，可全速響應(yīng)DSP的訪問，使DSP的數(shù)據(jù)總線直接與控制器的數(shù)據(jù)接口連接。
電子筆部分，主要是在MCU的控制下產(chǎn)生超聲波信號，出于小體積和低功耗的考慮，選擇了微芯公司8位閃存PIC單片機PICl0F。PICl0F是6引腳的SOT-23封裝，指令執(zhí)行速度可達(dá)2 MI／S，它具備8 MHz內(nèi)置振蕩器，具有波形生成功能。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，借鑒雷達(dá)波形設(shè)計方法，波形設(shè)計為偽隨機的M序列，頻率設(shè)置為40 kHz。電子筆中的壓力傳感器安裝于筆觸頂端，用于檢測電子筆是否與書寫平面接觸，只有與書寫平面接觸時，才啟動其它電路，以節(jié)省功耗。
?? ? ? ? ?3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
主設(shè)備的軟件系統(tǒng)采用μC／OS多任務(wù)系統(tǒng)，其中點跡計算和筆跡形成部分利用VC5509A有雙乘法器的特點，用匯編語言高效實現(xiàn)，整體軟件功能，如圖5所示。
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參數(shù)設(shè)置是對采樣時間，檢測方式等參數(shù)進(jìn)行配置。
來波檢測部分，首先由檢測電路引起的中斷計算出時間差，以此作為點跡計算的依據(jù)，然后由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系計算出當(dāng)前點跡位置。計算過程中包含開方運算，采用牛頓迭代法完成。
SD卡的操作包括初始化和讀寫兩項操作。初始化時要分別對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種參數(shù)的配置，包括控制器與DSP數(shù)據(jù)傳輸?shù)腄MA方式、傳輸速率、讀寫超時設(shè)置和讀寫數(shù)據(jù)塊長度等；SD卡的初始化主要是檢測卡的電壓狀態(tài)，分配相對地址。
DSP訪問液晶控制器時，首先將指令代碼寫入指令緩沖器，隨后將該指令所需參數(shù)按順序通過數(shù)據(jù)輸入緩沖器寫入相應(yīng)的功能寄存器中。其中SEDl335指令代碼既可設(shè)置功能位，又是參數(shù)寄存器的選通碼。
手寫筆內(nèi)部MCU部分的程序既要通過壓力傳感的信號判斷筆觸是否已經(jīng)與紙張接觸，又要判斷主設(shè)備的紅外同步信號，當(dāng)檢測就緒時，才產(chǎn)生設(shè)定頻率的超聲波信號。
- TMS320VC55(9724)
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移動機器人超聲波測距和避障系統(tǒng)的實現(xiàn)
本文介紹了移動機器人的超聲波測距和避障系統(tǒng)的設(shè)計方案，以及系統(tǒng)的軟、硬件組成。該系統(tǒng)的硬件電路以DS卜TMS320LF2407A作為核心處理器，包括超聲波濺距模塊，以及外圍輔助電路。
2011-09-28 13:56:57144
144ADXL345采用I2C模式與tms320vc5509A接口
VC5509A包含I2C外設(shè)接口，可以方便的與ADXL345通信。在調(diào)試中，使用了實驗室自制的DSP主板SDUST VC5509A V1.1。該板的JP2擴展接口引出了I2C總線。該主板上也
2016-12-26 15:35:333775
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基于TMS320VC33鉆井液測漏儀設(shè)計與實現(xiàn)
（1）采用了超聲波傳感器，不存在機械可動部件；
（2）具有很好的實時性；
（3）采用兩只性能相同的超聲波傳感器對發(fā)、對收，不象壓力傳感器那樣存在直接測量的敏感面；
（4）采用了TMS320VC33浮點數(shù)字信號處理器，提高了測量精度。
2017-09-02 11:19:074
4超聲波測距技術(shù)方案匯總
基于超聲波的應(yīng)用非常廣泛，常見的有用于檢測、測距、測速等方面，此篇技術(shù)方案匯總將帶你詳細(xì)了解超聲波的相關(guān)應(yīng)用。 采用直接時差法的無線超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀設(shè)計 采用直接時差法，以TMS320F2812為
2017-10-16 15:55:5316
16Using the TMS320VC5509／5510 Enhanced HPI
Using the TMS320VC5509／5510 Enhanced HPI
2017-10-20 11:29:398
8TMS320VC5509A超聲波電子筆設(shè)計方案
速度要小得多，其傳播的時間較容易檢測，將其應(yīng)用于電子筆系統(tǒng)中，可以使輸入設(shè)備更加便捷，筆跡跟蹤準(zhǔn)確。 DSP擁有高速的運算能力，適合于大運算量的信號處理，在超聲波電子筆系統(tǒng)中將其作為信號處理的核心處理器是一個良
2017-11-01 16:38:302
2超聲波腐蝕檢測技術(shù)
針對油氣管道因腐蝕引起的管壁減薄的現(xiàn)象，研究了超聲波腐蝕監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)對管道腐蝕的長期監(jiān)測?；?b class="flag-6" style="color: red">超聲波脈沖反射法原理，提出了具有校正功能的測厚方法，給出了超聲波腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)的具體設(shè)計方案。系統(tǒng)引入
2017-11-13 16:32:0321
21數(shù)字化指向性揚聲器
換能器陣列等模塊組成。采用近似開方補償減小非線性失真，采用帶動態(tài)載波的雙邊帶調(diào)制算法進(jìn)行幅度調(diào)制，所有的信號處理算法都在一片TMS320VC5509A上實現(xiàn)。使用雙采樣率和乒乓緩存結(jié)構(gòu)，減小了系統(tǒng)計算量并便于復(fù)雜算法的實現(xiàn)。本設(shè)計方案具有性能高、成本低、開發(fā)效率高、便于維護(hù)
2018-03-02 13:59:523
3TMS320VC5503/C5506/C5507/C5509/C5509A處理器的的詳細(xì)資料概述
本文檔描述了提供的處理器引導(dǎo)程序的特點。TMS320 VC5503/C5506/C5507/C5509/C5509A數(shù)字信號處理器（DSP）。包括對每個可用的啟動模式和任何接口要求的描述與它們關(guān)聯(lián)，以及生成引導(dǎo)表的指令。
2018-04-25 10:59:219
9TMS320VC5509A定點數(shù)字信號處理器的英文詳細(xì)原版資料概述
TMS320VC5509A定點數(shù)字信號處理器（DSP）是基于TMS320VC5X DSP處理器的CPU核。C55X微處理器的DSP架構(gòu)通過提高并行性和減少功耗的總關(guān)注來實現(xiàn)高性能和低功耗。CPU支持
2018-04-25 17:17:440
0TMS320VC5509A硬件設(shè)計資源的詳細(xì)英文資料
本文的主要內(nèi)容介紹的是TI的產(chǎn)品TMS320VC5509A的硬件設(shè)計資源的詳細(xì)英文資料的概括
2018-04-25 17:24:3216
16TMS320VC5509A數(shù)字信號處理器功能規(guī)范中的已知異常
TMS320VC5509A數(shù)字信號處理器功能規(guī)范中的已知異常該文檔描述了TMS320VC5509A-設(shè)備（即，144引腳LQFP、PGE后綴和179引腳微星BGA域、GHH后綴）的功能規(guī)范的已知異常。
2018-04-25 17:30:174
4從TMS320VC5509到TMS320VC5509A的遷移詳細(xì)資料概述
該文件提供了TMS3VC5509與TMS3VC5509之間的差異的總結(jié)。所有的努力已經(jīng)作出了全面的清單這兩個設(shè)備之間的差異，如果識別出額外的變化，這將被更新。作為本文檔的重點是兩個設(shè)備之間的差異，描述的行為和功能的設(shè)備僅解釋的程度來說明差異。
2018-04-26 08:40:119
9TMS320VC5509數(shù)字信號處理器數(shù)據(jù)手冊的勘誤表
本文的主要內(nèi)容介紹的是TI的產(chǎn)品TMS320VC5509數(shù)字信號處理器的數(shù)據(jù)手冊勘誤表
2018-04-26 09:03:235
5TMS320VC550和35507/5509雙實時時鐘（RTC)的詳細(xì)資料概述
本文描述了TMS320VC550、TMS320VC5507、TMS320VC5509和TMS320VC5509ADSP的實時時鐘（RTC）。RTC提供時間基準(zhǔn)和產(chǎn)生基于時間的報警器以中斷DSP的能力。
2018-04-26 11:24:509
9TMS320VC5509ADC外圍設(shè)備的編程的詳細(xì)英文資料概述
本文的主要內(nèi)容介紹的是TI的產(chǎn)品TMS320VC5509ADC外圍設(shè)備編程的詳細(xì)英文資料概述
2018-05-03 11:51:118
8TMS320VC5509A PGE IBIS Model DSP IBIS行為模型的詳細(xì)資料概述
本文的主要內(nèi)容介紹的是TI的產(chǎn)品TMS320VC5509ADSP的IBIS行為模型的詳細(xì)資料概述
2018-05-03 17:37:0512
12TMS320VC5509A（GHH指示器）的ORCAD符號的詳細(xì)資料概述
本文檔的主要內(nèi)容介紹的是TI的產(chǎn)品TMS320VC5509A（GHH指示器）的OrCAD符號的詳細(xì)資料概述
2018-05-04 17:22:049
9如何在VC5503/C5506/C5507/C5509/C5509ADSP上禁用內(nèi)部振蕩器的實例
該應(yīng)用報告包含關(guān)于如何在TMS320VC5503、TMS320VC5506、TMS320VC5507、TMS320VC5509和TMS320 VC5509A DSP上禁用內(nèi)部時鐘振蕩器的信息和實例
2018-05-07 14:59:354
4TMS320VC5509A 定點數(shù)字信號處理器
電子發(fā)燒友網(wǎng)為你提供TI(ti)TMS320VC5509A相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)、數(shù)據(jù)手冊，更有TMS320VC5509A的引腳圖、接線圖、封裝手冊、中文資料、英文資料，TMS320VC5509A真值表，TMS320VC5509A管腳等資料，希望可以幫助到廣大的電子工程師們。
2018-10-09 11:29:30
超聲波換能器應(yīng)用
超聲波換能器的應(yīng)用十分廣泛，它按應(yīng)用的行業(yè)分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、生活、醫(yī)療及軍事等。按實現(xiàn)的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監(jiān)測、遙測、遙控等；按工作環(huán)境分為液體、氣體、生物體等;按性質(zhì)分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。
2018-12-20 17:23:0313628
13628基于DSP芯片實現(xiàn)超聲波無損檢測系統(tǒng)的設(shè)計
無損檢測在工程領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣，超聲波檢測是無損檢測的主要方法之一，主要應(yīng)用在測距、探傷、測厚等領(lǐng)域。超聲波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特點，可產(chǎn)生較大能量，并且在不同的媒質(zhì)介面，超聲波的大部分能量會反射。利用該特性，可以實現(xiàn)超聲測距和超聲探傷。
2021-03-26 09:33:567526
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關(guān)于DSP的語音信號FIR濾波和系統(tǒng)的實現(xiàn)
介紹了一種用DSP芯片TMS320VC5509A為語音信號進(jìn)行FIR濾波處理的實現(xiàn)方法。本方案采用TLV320AIC23來采集語音信號，然后調(diào)
2021-04-06 09:27:185988
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TMS320VC5509A 開發(fā)板硬件的電源接口和拔碼開關(guān)、JTAG仿真器接口
TL5509-EVM是廣州創(chuàng)龍基于SOM-TL5509核心板研發(fā)的一款TIC55x架構(gòu)的定點TMS320VC5509A低功耗DSP開發(fā)板，采用沉金無鉛工藝的2層板設(shè)計，專業(yè)的PCB Layout保證
2022-01-10 12:39:021
1TMS320VC5509A的開發(fā)例程使用手冊
廣州創(chuàng)龍配套仿真器的工程仿真配置文件，在光盤目錄下"demo\NonOS\TargetConfig
\ccxml"里面。以下 TMS320VC5509A 的開發(fā)，均以
2022-05-07 15:30:304
4如何檢測超聲波換能器的好壞
輸出對于超聲波液位計的整機運作性能具有相當(dāng)重要的作用?？梢哉f，超聲波換能器是超聲波液位計中最有價值的部件，其質(zhì)量的好壞直接影響到整臺儀表的質(zhì)量。既然超聲波換能器對于超聲波液位計如此重要，應(yīng)如何檢測超聲波換能器的好壞呢?
2022-07-11 17:52:118149
8149無損檢測超聲波檢測原理是什么
無損檢測超聲波檢測原理是一種利用超聲波在材料中傳播的特性來檢測材料內(nèi)部缺陷的檢測方法。它具有檢測速度快、靈敏度高、無損性、可重復(fù)性好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料等多種材料的檢測中
2024-05-24 16:45:424066
4066超聲波無損檢測原理及應(yīng)用
超聲波無損檢測（Ultrasonic Non-Destructive Testing，簡稱UT）是一種利用超聲波在材料內(nèi)部傳播的特性，檢測材料內(nèi)部缺陷和結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)。本文將詳細(xì)介紹超聲波無損
2024-05-24 16:48:4610447
10447TMS320VC5509A定點數(shù)字信號處理器數(shù)據(jù)表
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2024-08-06 09:20:410
0TMS320VC5509A DSP硬件設(shè)計人員資源指南
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2024-10-16 09:29:021
1使用TMS320VC5506/C5507/C5509A上的USB APLL
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2024-10-17 11:01:470
0TMS320VC5503/VC5506/VC5507/C5509A功耗總結(jié)
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2024-10-17 10:49:450
0從TMS320VC5402A遷移到TMS320VC5502
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2024-10-17 10:41:090
0從TMS320VC5509遷移到TMS320VC5509A
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2024-10-17 10:38:310
0對TMS320VC5503/C5506/C5507/C5509/C5509A I2C外設(shè)進(jìn)行編程
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2024-10-18 09:53:190
0使用TMS320VC5503/C5506/C5507/C5509/C5509A引導(dǎo)加載程序
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2024-10-28 10:32:491
1TMS320VC5503/5507/5509 DSP外部存儲器接口(EMIF)參考指南
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2024-12-21 09:42:493
3- 設(shè)計技術(shù)
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