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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，廣泛應用于工業檢測之中。電子筆系統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，需要一個超聲波發生器安裝于筆觸位置，兩個超聲波傳感器固定在一個主設備上。它們的幾何位置關系可以由圖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生器，a為R(L)與R(R)之間的距離，是一個已知常量。

　　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軸建立平面坐標系，由簡單的幾何知識得到此時筆觸的位置坐標為

　　通過反復測量，以75 Hz頻率采樣形成點跡，多個時刻的點跡最終形成連續筆跡。為了避免環境噪聲干擾和多套系統同時使用時產生的相互干擾，采用文獻敘述的兩步檢測和時隙跳變檢測方法。

　　2 系統硬件設計

　　超聲波電子筆系統由一個主機設備和一只電子筆組成。其中主機設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生器，其整體架構如圖2所示。

　　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，需要進行前級放大，此處選用高精度單片運算放大器OP07實現。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，電路參數由下面的公式計算得到，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200 MHz，內部有雙乘法器，支持DMA操作，集成有USBl．1控制器、多路A／D轉化器，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一步處理，比如通過文字識別軟件生成標準字體；液晶顯示器實時顯示筆跡信息，并且調整系統參數使有利于人機交互；溫度傳感器用于監控環境溫度，由于超聲波在空氣中的傳播速度是一個與溫度有關的量，需要對檢測的筆跡結果作修正；紅外發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。

　　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，在其內部時鐘全周期內，可全速響應DSP的訪問，使DSP的數據總線直接與控制器的數據接口連接。

　　電子筆部分，主要是在MCU的控制下產生超聲波信號，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，指令執行速度可達2 MI／S，它具備8 MHz內置振蕩器，具有波形生成功能。為了提高系統的抗干擾能力，借鑒雷達波形設計方法，波形設計為偽隨機的M序列，頻率設置為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，以節省功耗。

?? ? ? ? ?3 系統軟件設計

　　主設備的軟件系統采用μC／OS多任務系統，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，整體軟件功能，如圖5所示。

　　系統初始化時完成主程序的入口設置，將寄存器清零，設置中斷矢量，對ROM區和RAM區進行初始化。

　　參數設置是對采樣時間，檢測方式等參數進行配置。

　　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，然后由坐標轉換關系計算出當前點跡位置。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的配置，包括控制器與DSP數據傳輸的DMA方式、傳輸速率、讀寫超時設置和讀寫數據塊長度等；SD卡的初始化主要是檢測卡的電壓狀態，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按順序通過數據輸入緩沖器寫入相應的功能寄存器中。其中SEDl335指令代碼既可設置功能位，又是參數寄存器的選通碼。

　　手寫筆內部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與紙張接觸，又要判斷主設備的紅外同步信號，當檢測就緒時，才產生設定頻率的超聲波信號。

　　4 結束語

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2010-12-09 22:21:10

雙核DSP片TMS320VC5421的并行引導方案

摘要：介紹了利用雙核DSP芯片TMS320VC5421的片內Bootloader程序實現并行引導的設計方案，給出了其軟件及硬件的具體實現方法。１　引言

2006-03-11 17:39:42

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基于TMS320VC5509實現MP3解碼

基于TMS320VC5509實現MP3解碼　TMS320VC5509（以下簡稱C5509）是TI公司C5000 DSP 系列中的新一代產品，該芯片最低工作電壓為0.9V，其核的最低功耗僅為0.05MW/MIPS，性能最高可達80

2010-03-01 10:27:05

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TMS320VC5509A實現頻域圖形辨別系統

為進行圖形辨別，提出一種基于DSP 芯片TMS320VC5509A的頻域圖形辨別系統、通過對采集到的圖形圖像進行圖像分割，并對圖像進行填充和拍樣，再通過二維FFT變換獲取圖像的頻域信息，頻

2011-09-26 16:49:06

tms320vc5509a數據手冊

tms320vc5509a數據手冊，有需要的下來看看。

2016-01-22 14:42:01

基于TMS320LF2407的新型超聲波電源的研究

基于TMS320LF2407的新型超聲波電源的研究。

2016-03-30 10:23:44

基于超聲波的和田玉裂紋檢測儀

基于超聲波的和田玉裂紋檢測儀 DSP控制的YMS320F2812PGFA。

2016-04-28 11:19:53

微型自動氣象站設計方案(超聲波)

微型自動氣象站設計方案(超聲波)，適用于高壓輸電線路。

2016-05-19 15:16:15

基于TMS320VC33鉆井液測漏儀設計與實現

（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、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浮點數字信號處理器，提高了測量精度。

2017-09-02 11:19:07

超聲波測距技術方案匯總

基于超聲波的應用非常廣泛，常見的有用于檢測、測距、測速等方面，此篇技術方案匯總將帶你詳細了解超聲波的相關應用。采用直接時差法的無線超聲波風速風向儀設計采用直接時差法，以TMS320

2017-10-16 15:55:53

TMS320VC5416DSP并行自舉方案的設計與實現

TMS320VC5416DSP并行自舉方案的設計與實現

2017-10-20 09:15:22

Using the TMS320VC5509／5510 Enhanced HPI

Using the TMS320VC5509／5510 Enhanced HPI

2017-10-20 11:29:39

TMS320VC5509 Silicon Errata

TMS320VC5509 Silicon Errata

2017-10-20 14:15:56

TMS320VC5509A超聲波電子筆設計方案

速度要小得多，其傳播的時間較容易檢測，將其應用于電子筆系統中，可以使輸入設備更加便捷，筆跡跟蹤準確。 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中將其作為信號處理的核心處理器是一個良

2017-11-01 16:38:30

超聲波腐蝕檢測技術

針對油氣管道因腐蝕引起的管壁減薄的現象，研究了超聲波腐蝕監測技術，實現對管道腐蝕的長期監測。基于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測系統的具體設計方案。系統引入

2017-11-13 16:32:03

數字化指向性揚聲器

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，采用帶動態載波的雙邊帶調制算法進行幅度調制，所有的信號處理算法都在一片TMS320VC5509A上實現。使用雙采樣率和乒乓緩存結構，減小了系統計算量并便于復雜算法的實現。本設計方案具有性能高、成本低、開發效率高、便于維護

2018-03-02 13:59:52

TMS320VC5509A定點數字信號處理器的英文詳細原版資料概述

TMS320VC5509A定點數字信號處理器（DSP）是基于TMS320VC5X DSP處理器的CPU核。C55X微處理器的DSP架構通過提高并行性和減少功耗的總關注來實現高性能和低功耗。CPU支持

2018-04-25 17:17:44

TMS320VC5509A硬件設計資源的詳細英文資料

本文的主要內容介紹的是TI的產品TMS320VC5509A的硬件設計資源的詳細英文資料的概括

2018-04-25 17:24:32

TMS320VC5509A數字信號處理器功能規范中的已知異常

TMS320VC5509A數字信號處理器功能規范中的已知異常該文檔描述了TMS320VC5509A-設備（即，144引腳LQFP、PGE后綴和179引腳微星BGA域、GHH后綴）的功能規范的已知異常。

2018-04-25 17:30:17

從TMS320VC5509到TMS320VC5509A的遷移詳細資料概述

　　該文件提供了TMS3VC5509與TMS3VC5509之間的差異的總結。所有的努力已經作出了全面的清單這兩個設備之間的差異，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備之間的差異，描述的行為和功能的設備僅解釋的程度來說明差異。

2018-04-26 08:40:11

TMS320VC550和35507/5509雙實時時鐘（RTC)的詳細資料概述

本文描述了TMS320VC550、TMS320VC5507、TMS320VC5509和TMS320VC5509ADSP的實時時鐘（RTC）。RTC提供時間基準和產生基于時間的報警器以中斷DSP的能力。

2018-04-26 11:24:50

TMS320VC5509A PGE IBIS Model DSP IBIS行為模型的詳細資料概述

本文的主要內容介紹的是TI的產品TMS320VC5509ADSP的IBIS行為模型的詳細資料概述

2018-05-03 17:37:05

TMS320VC5509A（GHH指示器）的ORCAD符號的詳細資料概述

本文檔的主要內容介紹的是TI的產品TMS320VC5509A（GHH指示器）的OrCAD符號的詳細資料概述

2018-05-04 17:22:04

TMS320VC5509A 定點數字信號處理器

電子發燒友網為你提供TI(ti)TMS320VC5509A相關產品參數、數據手冊，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

超聲波換能器應用

超聲波換能器的應用十分廣泛，它按應用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。按實現的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監測、遙測、遙控等；按工作環境分為液體、氣體、生物體等;按性質分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。

2018-12-20 17:23:03

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基于DSP芯片實現超聲波無損檢測系統的設計

無損檢測在工程領域應用越來越廣，超聲波檢測是無損檢測的主要方法之一，主要應用在測距、探傷、測厚等領域。超聲波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特點，可產生較大能量，并且在不同的媒質介面，超聲波的大部分能量會反射。利用該特性，可以實現超聲測距和超聲探傷。

2021-03-26 09:33:56

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基于TMS320VC5509A實現超聲波筆跡檢測的設計方案

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