本发明涉及一种书写轨迹记录装置。
背景技术：
市场上有很多书写轨迹记录装置，包括数位板和书写板，两者在使用的过程中需要用特定的笔在特定的操作板上进行操作，用户无法选择不同的笔进行书写和绘画，也无法在纸质书写材料或者其他书写材料上进行书写和绘画，操作板很大程度上降低了数位板和书写板的便携性，数位板连接电脑通常采用usb数据线连接电脑的usb接口进行书写轨迹的传输，限制用户只能在电脑前进行书写和绘画。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种书写轨迹记录装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种书写轨迹记录装置，其包括：矩形框体、红外发射电路、红外接收电路、信号收发控制电路、外部设备和电源电路；所述红外发射电路包括若干个行红外发射管和若干个列红外发射管，所述红外接收电路包括与所述行红外发射管和列红外发射管一一对应的行红外接收管和列红外接收管，所述行、列红外发射管和行、列红外接收管分别分布在所述矩形框体的四周建立直角坐标系构成扫描定位网格；所述信号收发控制电路连接所述红外发射电路和所述红外接收电路以控制红外发射电路发射红外信号并根据红外接收电路的接收情况形成书写轨迹信号，并将所述书写轨迹信号发送至外部设备；所述电源电路连接所述红外发射电路、红外接收电路和信号收发控制电路进行供电。
在另一较佳实施例中，所述信号收发控制电路是通过无线模块发送轨迹信号至外部设备，所述无线模块包括但不限于蓝牙和wifi。
在另一较佳实施例中，所述外部设备包括但不限于手机、电脑、平板和掌上电脑。
在另一较佳实施例中，所述行红外发射管和行红外接收管各有8个，所述列红外发射管和列红外接收管各有40个，所述行、列红外发射管和行、列红外接收管建立直角坐标系构成8行40列扫描定位网格。
在另一较佳实施例中，所述红外发射电路还包括若干个移位寄存器，所述信号收发控制电路控制连接所述若干个移位寄存器，所述若干个移位寄存器驱动连接所述红外发射管构成扫描网格。
在另一较佳实施例中，所述移位寄存器为74hc595芯片，所述信号收发控制电路控制所述74hc595芯片驱动所述行、列红外发射管。
在另一较佳实施例中，所述红外接收电路还包括若干个ad转换芯片，所述红外接收管分别连接所述ad转换芯片的模拟数据输入端，所述ad转换芯片数据输出端连接所述信号收发控制电路。
在另一较佳实施例中，所述ad转换芯片为ads7830芯片，所述ads7830芯片的模拟数据输入端分别连接行红外接收管和列红外接收管。
在另一较佳实施例中，所述信号收发控制电路包括cc2541芯片，所述cc2541芯片控制连接所述红外发射电路，通过shcp引脚发送移位脉冲信号，通过stcp引脚发送存储器时钟信号，通过数据输出端发送红外发射管控制信号，所述cc2541芯片通过i2c总线连接所述红外接收电路。
在另一较佳实施例中，所述电源电路包括usb接口、开关、充电指示灯、电源指示灯、第一稳压电路和第二稳压电路，所述usb接口设置在所述矩形框体外侧；开关、充电指示灯和电源指示灯和设置在所述矩形框体的上表面；所述第一稳压电路输出直流电为所述红外发射电路和红外接收电路供电，所述第二稳压电路输出直流电为所述信号收发控制电路供电。
本发明的有益效果是：
1、通过红外发射电路和红外接收电路在矩形框体的中空区域构建扫描定位网格，捕捉笔在矩形框体的中空区域的实时书写位置并形成轨迹，再通过有线或无线发送至外部设备进行显示或保存，用户传输书写轨迹时不受到传输线的困扰，其保留传统书写模式，用户可以采用不同的笔进行书写和绘画，同时用户可以自行选择纸质书写材料或者其他书写材料，而无需在特定的板上用特定的笔书写，只需将该矩形框体放置在书写位置就可以。采用锂电池供电，方便充电；
2、通过蓝牙或wifi连接手机、电脑、平板和掌上电脑进行数据传输，能够适应不同的用户和不同的场景；
3、通过扫描的方式点亮红外发射管，根据书写速度设置合理的行、列扫描时间，节省i/o口资源，降低功耗；
4、通过74hc595驱动红外发射管，节省i/o口资源，响应时间短，高频特性好，使用寿命长；
5、通过i2c总线连接ads7830芯片和cc2541芯片节省i/o口资源；
6、通过设置usb接口充电更便捷，通过设置充电指示灯方便观察充电状态，通过设置电源指示灯方便观察电量情况。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种书写轨迹记录装置不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的系统框图；
图2是本发明一较佳实施例的结构示意图；
图3是本发明一较佳实施例的红外发射电路、红外接收电路和信号收发控制电路的电路原理图；
图4是本发明一较佳实施例的电源电路的电路原理图。
具体实施方式
实施例，参见图1至图4所示，一种书写轨迹记录装置，其特征在于：其包括：矩形框体100、红外发射电路200、红外接收电路300、信号收发控制电路400、外部设备500和电源电路600；所述红外发射电路200包括若干个行红外发射管210和若干个列红外发射管220，所述红外接收电路300包括与所述行红外发射管210和列红外发射管220一一对应的行红外接收管310和列红外接收管320，所述行、列红外发射管和行、列红外接收管分别分布在所述矩形框体100的四周建立直角坐标系构成扫描定位网格；所述信号收发控制电路400连接所述红外发射电路200和所述红外接收电路300以控制红外发射电路200发射红外信号并根据红外接收电路300的接收情况形成书写轨迹信号，并将所述书写轨迹信号发送至外部设备500；所述电源电路600连接所述红外发射电路200、红外接收电路300和信号收发控制电路400进行供电。
所述信号收发控制电路400是通过蓝牙发送轨迹信号至外部设备500，所述外部设备500包括但不限于手机、电脑、平板和掌上电脑。
图2中的虚线是红外线，实际是不可见的隐形光线，所述行红外发射管210和行红外接收管310各有8个，所述列红外发射管220和列红外接收管320各有40个，所述行、列红外发射管和行、列红外接收管建立直角坐标系构成8行40列扫描定位网格。
所述信号收发控制电路400包括cc2541芯片，所述cc2541芯片控制连接所述红外发射电路200，通过shcp引脚包括脚5和脚12发送移位脉冲信号，通过stcp引脚包括家脚6和脚9发送存储器时钟信号，通过数据输出端脚8发送红外发射管控制信号，所述cc2541芯片通过i2c总线连接所述红外接收电路300。
所述红外发射电路200包括六个74hc595芯片u5、u7……u15，第一74hc595芯片u5的串行输入端脚14连接所述信号收发控制电路400的cc2541芯片的第一串行输出端脚8，8位并行数据输出端1脚至7脚和15脚分别连接8个行红外发射管210，第二74hc595芯片u15的串行输入端脚14连接所述信号收发控制电路400的cc2541芯片的第二串行输出端脚7，8位并行数据输出端分别连接8个列红外发射管220，剩余四个74hc595芯片与第二74hc595芯片u15级联，剩余四个74hc595芯片各自的8位并行数据输出端分别连接32个列红外发射管220，所述8个行红外发射管210、所述8个列红外发射管220和所述32个列红外发射管220构成8行40列扫描网格，所述信号收发控制电路400控制行扫描时间为0.4毫秒扫描1行，列扫描时间为3.2毫秒扫描1列。
所述红外接收电路300包括六个ads7830芯片u6、u8……u16，所述六个ads7830芯片各自的8位模拟数据输入端脚1至脚8分别连接8个行红外接收管310和40个列红外接收管320构成8行40列定位网格，所述六个ads7830芯片u6、u8……u16通过i2c总线连接所述信号收发控制电路400的cc2541芯片的脚2和脚3。
所述电源电路600包括锂电池充电管理电路610、第一稳压电路620和第二稳压电路630，所述锂电池充电管理电路610包括usb接口611、充电管理控制器u1为mcp73831芯片、电池接口bat、开关612、共阴二极管d102和指示灯，所述充电管理控制器u1的输入端脚1连接所述usb接口611，输出端脚8连接所述电池接口bat，所述usb接口611设置在所述矩形框体100外侧；所述共阴极二极管d102的一个阳极连接所述充电管理控制器u1的输入端脚1，另一个阳极连接所述充电管理控制器u1的输出端脚8，共阴极端连接所述第一稳压电路620和第二稳压电路630的输入端；所述开关612控制连接所述电池接口bat；所述指示灯包括充电指示灯613和电源指示灯614，所述充电指示灯613连接所述充电管理控制器u1的充电状态指示端脚3，所述电源指示灯614连接所述共阴极二极管d102的共阴极端，所述充电指示灯613、电源指示灯614和开关612设置在所述矩形框体100的上表面；所述第一稳压电路620输出5v直流电为所述红外发射电路200和红外接收电路300供电，所述第二稳压电路630输出3.3v直流电为所述信号收发控制电路400供电。
本较佳实施例在使用过程中打开矩形框体100上表面的开关612开启书写轨迹记录装置，电源指示灯614亮，当充电时，外部充电器通过usb数据线连接usb接口611进行充电，充电指示灯613亮。
信号收发控制电路400的cc2541芯片发出控制信号，红外发射电路200按照控制信号以扫描的方式点亮8行40列红外发射管，更具体的为cc2541芯片通过5-7脚发出列扫描控制信号，通过8、9、12脚发出行扫描控制信号，通过6个74hc595芯片u5、u7……u15分别扫描逐个行、列的红外发射管，按正常书写速度，设定行扫描时间为0.4毫秒扫描1行，列扫描时间为3.2毫秒扫描1列；红外接收电路300通过8行40列红外接收管同步接收8行40列红外发射管光信号，再通过i2c总线返回信号收发控制电路，当有笔书写或者绘画时，光信号将被遮挡，形成不同的信号脉冲，将该脉冲按坐标位置记录下来，就得到书写或者绘画的轨迹，更具体的为6个ads7830芯片u6、u8……u16通过8行40列红外接收管同步接收8行40列红外发射管光信号，即轨迹的坐标信息，并通过i2c总线送给cc2541芯片的脚3，当无笔遮挡时，红外接收管导通ads7830芯片得到高脉冲信号，当有笔遮挡时，红外接收管截止ads7830芯片得到低脉冲信号，将这些低脉冲信号按照发生的坐标位置和顺序排列，就可以得到书写或绘画的轨迹信号，再通过信号收发控制电路400连接外部设备500，所述外部设备500就可以获取并显示书写或者绘画的轨迹。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种书写轨迹记录装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。