纸张数量测量装置

该项目为 2019年全国大学生电子设计竞赛F题 对应的代码

English Version

要求

只使用两块5cm×5cm的铜板完成对任意放入铜板间的纸张进行测数，在铜板上 只能留有两根导线，不能附带其他物件。

原理

由于考虑到是铜板，且测量铜板间的物体，所以可以使用测量电容的方法。根据电容计算公式可知，电容值大小与极板间距有关，而极板间距又与纸张的张数成正比，因此可以通过电容值代表纸张数量。

由此，自然想到通过电容传感器测量电容值。

本实验使用Texas Instrument的 FDC2214 电容传感器，该传感器利用RLC谐振电路，通过扫频测量谐振频率从而测出C的值。

在测出C的值后，需要通过公式转换，而关键的 介电常数 是会根据环境进行变换的，所以在测量前安排了一个校准环节——通过手动放入纸张，收集不同纸张数对应的电容值，再通过曲线拟合，求出介电常数，辅助测量。（所以还外接了一个电容触摸屏）

电路图

文件格式

文件名	作用
main.c	主函数，进入功能界面
touch	触摸屏函数，用于实现界面UI、触摸点检测、相应功能实现
lcd	IO模拟IIC通信、寄存器初始化等工作
fdc2214	电容传感器读写、数据传输等工作

Note

• 该文件下载后无法直接使用，如果使用FPGA，需要在Vivado中设置底层的逻辑
• 如果使用MCU，需要注意修改定时器等相关外设
• 触摸屏使用 国内某知名厂商 LCD屏幕，请注意引脚的配对关系，不要把LCD给烧咯