一種基于STM32F103T6的無線電磁式電子白板的設計

摘 要：本文介紹了一種基于STM32F103T6的無線電磁式電子白板的設計，以ARM32-bitCortex?-M3STM32F103T6為核心，采用nRF24L01為無線通信芯片。根據系統的設計要求，實現了電子白板與計算機進行無線通信的功能。

關鍵詞：電子白板；nRF24L01；STM32F103T6

中圖分類號：TP391.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 14-0000-01

近年來在教學、會議室、大型展會等領域的應用，交互式電子白板已呈現出極高的市場前景，尤其是電磁交互式電子白板的憑著低成本、高可靠性等特點，在電子白板市場中占有較大份額，這種交互式電子白板系統由內嵌電磁感應線圈網的白板、電磁波發射筆、計算機和投影儀組成。電子白板需要與計算機進行數據傳輸，這就要求電子白板在現場安裝時應該方便、靈活、可靠。

本文所設計的無線電磁式電子白板，無需再擔心電子白板與計算機之間連線的距離以及布線的局限、繁瑣性，能夠方便的實現現場的安裝，本設計采用模塊化結構設計，具有較高的穩定性。系統框架如圖1所示。

一、系統原理

（一）采集器。采集器的結構圖如圖2所示，由ARM32-bitCortex?-M3STM32F103T6微控制器作為主控芯片，利用微控制器開啟和關閉信號通道來掃描電磁感應網，通過微控制器內置10位分辨率的ADC采樣放大濾波后的模擬信號并處理，將處理信號后的信息（光標位置，左鍵按下、抬起，右鍵按下、抬起）通過nRF24L01無線發送給PC機端的協調器。

（二）接收器。接收器的結構圖如圖3所示，通過STM32F103T6將nRF24L01接收的信息處理成USB串行數據，傳輸給PC機；PC機就會按照信息中的指令執行光標移動，左鍵按下、抬起，右鍵按下、抬起等相應的動作。

二、硬件電路設計

如圖2所示，電磁白板的板面感應網由40根漆包線安照一定規則排布的電磁感應線圈，每一根漆包線會連接一個信號通道，40路信號通道是由5片Motorola半導體公司生產的多路模擬復用器MC14051B組成的，其中白板的X軸方向有20路信號，Y軸方向有20路信號，STM32F103T6通過控制片選引腳INH、選通引腳A、B、C來依次掃描X、Y軸電磁感應線圈，然后信號通過TI德州儀器生產的LMH6643組成的帶通濾波器放大、濾波，將十幾毫伏的型號放大到微控制器STM32F103T6可以識別的信號，再通過微控制器片內ADC進行信號采集，同時再測出信號的頻率，微控制器就會根據特定的算法分析出信號源（電磁波發射筆如圖1所示）的具體位置，轉換成鼠標左鍵按下、抬起、右鍵按下、抬起等信息，最后通過由NORDIC生產的NRF24L01如圖4所示，無線傳輸給PC機端的接收器。

PC機端的接收器收到信號后，其將鼠標左鍵按下、抬起，右鍵按下、抬起等相應的動作信息，通過STM32F103T6轉換成USB串行信號輸入PC系統。此時PC系統就會發生相應的鼠標動作，同時與PC機相連的投影機就會將圖像投射到電磁白板的板面。

三、軟件設計

（一）采集器軟件。采集器在上電初始化后就會與接收器建立無線連接，在沒有鼠標動作時，只是維持一個心跳信號，如果有鼠標動作時，就會不斷的向接收器發送采集結果。采集器的軟件流程圖如圖5所示。

（二）接收器軟件。接收器在上電初始化后就會與采集器建立無線連接，在沒有鼠標動作時，只是維持一個心跳包應答信號，如果有鼠標動作時，就會不斷的向PC發送鼠標信息。接收器的軟件流程圖如圖6所示。

四、結束語

本文所設計的無線電磁式電子白板，無需再擔心電子白板與計算機之間連線的距離以及布線的局限、繁瑣性，能夠方便的實現現場的安裝，具有較高的穩定性，目前該系統已經在多所學校得到驗證，具有性能好、成本低的特點，非常符合市場需求。

參考文獻：

[1]丁懷東，任向實，肖壕.面向視頻會議的多功能手寫筆白板系統及協同工作的研究[J].昆明理工大學學報（理工版），2004，29（4）：116-125.

[2]劉建華，陳繼榮.基于NRF24E1的無線通信協議設計與性能分析[J].通信技術，2008（2）：131-133.

[作者簡介]白志斌（1983.07-），男，山西五臺人，太原羅克佳華工業有限公司；張志樣（1983.10-），女，山西長治人，京普神奇英語學校