基于加速度傳感器的電子筆系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、作為新興的人機(jī)交互工具，電子筆具有廣泛的應(yīng)用空間。伴隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，MicroElectro-MechanicalSystem)技術(shù)的不斷成熟，單芯片三軸向加速度傳感器的上市，加速度型電子筆以其低廉的價(jià)格，更加人性化的設(shè)計(jì)必將帶來更多的創(chuàng)新性。 本文著眼于以上的問題，對(duì)加速度型電子筆進(jìn)行了分析和研究。加速度型電子筆應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，通過對(duì)加速度的運(yùn)算可以獲得筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)原理即可將筆跡復(fù)現(xiàn)出來，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

2、易于實(shí)現(xiàn)。 MMA7260QT是Freescale公司設(shè)計(jì)開發(fā)的基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的三軸向低重力加速計(jì)，是專門為便攜式消費(fèi)類的電子產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的，它能在XYZ三個(gè)軸向上以極高的靈敏度讀取低重力水平的震動(dòng)、墜落、移動(dòng)、傾斜、放置和搖擺，它是業(yè)界中的第一個(gè)單芯片三軸向加速度傳感器。本文基于MMA7260QT對(duì)電子筆的主要組成模塊進(jìn)行了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。其中電源模塊采用USB總線供電，USB總線電源最大給設(shè)備提供5V電壓，500

3、mA電流，基本可以滿足系統(tǒng)正常工作時(shí)所需要的電源供應(yīng)。 USB數(shù)據(jù)采集就是通過USB總線上傳數(shù)據(jù)。USB通信芯片采用PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12，該芯片通常用于基于微控制器的系統(tǒng)并與微控制器通過高速通用并行接口進(jìn)行通信，也支持本地DMA。利用LabVIEW編制的基于加速度傳感器的電子筆系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序，把USB總線和LabVIEW語言緊密結(jié)合起來的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成了兩者的優(yōu)點(diǎn)。USB總線可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外

4、部數(shù)據(jù)高速的、實(shí)時(shí)的采集，把采集的數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)后再通過LabVIEW的功能模塊順利實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存。 加速度到位移理論上要經(jīng)過兩次積分變換，積分變換在時(shí)域里實(shí)現(xiàn)采用的是梯形求積的數(shù)值積分法或其他直接積分方法。本文通過MATLAB采用積分在頻域里實(shí)現(xiàn)，基本原理是首先將采集到的信號(hào)作傅里葉變換，然后將變換的結(jié)果在頻域里進(jìn)行積分變換，最后經(jīng)傅里葉逆變換得到積分后的時(shí)域信號(hào)。 文章的最后還對(duì)三維空間投影進(jìn)行了分析，要想將我們?cè)谌?/p>