[实用新型]一种用于学生创新设计平台的手势识别板

摘要

本实用新型公开了一种用于学生创新设计平台的手势识别板，它由处理器模块以及与处理器模块相连接的蓝牙模块、陀螺仪模块、弯曲度模块、指压力模块、防反接与欠压保护模块、按键指示模块和电源模块组成。本实用新型能够为中小学生提供可穿戴人体手势识别板，可满足学生对可穿戴设备学习和应用的需求，提高学生对可穿戴设备的理解和掌握能力，具备简易化学习和操作体验，可大大减小复杂的理论知识学习时间。采用可拆卸充电式锂电池供电并具备防反接保护、欠压保护、过流保护功能，可显著降低学生进行创新设计的使用成本，并有效减少误操作可能引发的安全问题。

主权项

一种用于学生创新设计平台的手势识别板，其特征在于，包括：处理器模块、蓝牙模块、陀螺仪模块、弯曲度模块、指压力模块、防反接与欠压保护模块、按键指示模块和电源模块；所述的蓝牙模块通过通用串行通信接口连接处理器模块，陀螺仪模块通过标准IIC接口和外部中断接口连接处理器模块，弯曲度模块通过模拟输入接口连接处理器模块，指压力模块通过模拟输入接口连接处理器模块，按键指示模块通过通用输入输出接口连接处理器模块；所述处理器模块由电容C4、电容C6‑C12、晶振Y1、按键RST、排针J2、排针SWD和处理器芯片U4组成；电容C4的一端与晶振Y1的输出管脚相连后接处理器芯片U4的时钟输出管脚，电容C6的一端与晶振Y1的输入管脚相连后接处理器芯片U4的时钟输入管脚，电容C8与电容C9并联后的一端接3.3V电源并与处理器芯片U4的模拟电源输入管脚相连，电容C8与电容C9并联后的另一端接地并与处理器芯片U4的模拟地输入管脚相连，电容C7的一端与处理器芯片U4的第一数字电源管脚相连后接3.3V电源，电容C11的一端与处理器芯片U4的第二数字电源管脚相连后接3.3V电源，电容C12的一端与处理器芯片U4的第三数字电源管脚相连后接3.3V电源，电容C10的一端与按键RST的两个输出管脚相连后接处理器芯片U4的复位管脚，排针J2的第一输入管脚与处理器芯片U4的第一串行输出管脚相连，排针J2的第二输入管脚与处理器芯片U4的第一串行输入管脚相连，排针J2的第四输入管脚接3.3V电源，处理器芯片U4的电池电源输入管脚接3.3V电源，排针SWD的第四输入管脚接处理器芯片U4编程数据管脚，排针SWD的第三输入管脚接处理器芯片U4编程时钟管脚，排针SWD的第二输入管脚接3.3V电源，排针J2的第三输入管脚、排针SWD的第一输入管脚、处理器芯片U4的接地管脚、电容C4的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端、电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端、按键RST的两个输入管脚均接地；所述蓝牙模块由电容C18、电容C19、电容C21、电阻R2、电阻R5、二极管D1、稳压芯片U1和蓝牙芯片U3组成；电阻R2的一端、电容C19的一端、稳压芯片U1的电源输入管脚分别相连后接VCC电源，电阻R2的另一端与稳压芯片U1的使能管脚相连后接处理器芯片U4的通用输入输出管脚，电容18 的一端、电容C21的一端、稳压芯片U1的电源输出管脚分别相连后接BLUE_VCC电源，二极管D1的阳极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端接蓝牙芯片U3状态识别管脚，蓝牙芯片U3的电源管脚接BLUE_VCC电源，蓝牙芯片U3的数据输出管脚接处理器芯片U4的第三串行输入管脚，蓝牙芯片U3的数据输入管脚接处理器芯片U4的第三串行输出管脚，稳压芯片U1的接地管脚、电容C18的另一端、电容C19的另一端、电容C21的另一端、二极管D1的阴极、蓝牙芯片U3的接地管脚均接地；所述陀螺仪模块由电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电阻R1、电阻R3和陀螺仪芯片U7组成；电阻R1的一端、电阻R3的一端分别接3.3V电源，电阻R1的另一端与陀螺仪芯片U7的数据管脚相连后接处理器芯片U4的第一IIC数据管脚，电阻R3的另一端与陀螺仪芯片U7的时钟管脚相连后接处理器芯片U4的第一IIC时钟管脚，电容C1和电容C2并联后的一端与陀螺仪芯片U7的电源管脚相连后接3.3V电源，电容C3的一端与陀螺仪芯片U7的端口电源管脚相连后接3.3V电源，电容C5的一端与陀螺仪芯片U7的配置管脚相连，陀螺仪芯片U7的第一中断管脚与处理器芯片U4的第一外部中断管脚相连，陀螺仪芯片U7的第二中断管脚与处理器芯片U4的第二外部中断管脚相连，电容C1和电容C2并联后的另一端、电容C3的另一端、电容C5的另一端、陀螺仪芯片U7的接地管脚均接地；所述弯曲度模块由电容C22、电阻R4、弯曲度传感器接线端子A2和运算放大器芯片U2A组成；运算放大器芯片U2A的反相输入管脚与其输出管脚相连后接处理器芯片U4的第四模拟输入管脚，电阻R4的一端与运算放大器芯片U2A的同相输入管脚相连后接弯曲度传感器接线端子A2的第二输入管脚，运算放大器芯片U2A的电源管脚、电容C22的一端、弯曲度传感器接线端子A2的第一输入管脚分别接VCC电源，电阻R4的另一端、电容C22的另一端、运算放大器芯片U2A的接地管脚均接地；所述指压力模块由电阻R6、指压力传感器接线端子A1和运算放大器芯片U2B组成；运算放大器芯片U2B的反相输入管脚与其输出管脚相连后接处理器芯片U4的第五模拟输入管脚，电阻R6的一端与运算放大器芯片U2B的同相输入管脚相连后接指压力传感器接线端子A1的第二输入管脚，运算放大器芯片U2B的电源管脚、指压力传感器接线端子A1的第一输入管脚分别接VCC电源，电阻R6的另一端和运算放大器芯片U2B的接地管脚均接地；所述防反接与欠压保护模块由开关S2、电阻R10‑R12、电容C23、二极管BAT、保险丝F1、电压监测芯片U6、场效应管芯片U8、场效应管芯片U9和单节电池座BAT1组成；单节电池座BAT1的正极管脚与开关S2的中心管脚相连后接VBAT+电源，单节电池座BAT1的负极管脚与场效应管芯片U8的两个漏极管脚相连后接VBAT‑电源，电阻R10的一端、电阻R12的一端、电容C23的一端、电压监测芯片U6的电源管脚、保险丝F1的一端分别与开关S1的第一挡位管脚相连，电阻R12的另一端与场效应管芯片U8的两个栅极管脚分别相连，场效应管芯片U8的两个源级管脚、场效应管芯片U9的两个源级管脚、电容C23的另一端分别相连后接电压监测芯片U6的接地管脚，电压监测芯片U6的输出管脚与电阻R10的另一端相连后接场效应管芯片U9的两个栅极管脚，保险丝F1的另一端与电阻R11的一端相连后接VCC电源，电阻R11的另一端与二极管BAT的阳极相连，二极管BAT的阴极、场效应管芯片U9的两个漏极管脚均接地；所述按键指示模块由电阻R16、电阻R17、二极管D2、二极管D3和按键KEY1组成；电阻R16的一端和电阻R17的一端相连后接3.3V电源，电阻R16的另一端接二极管D2的阳极，电阻R17的另一端接二极管D3的阳极，二极管D2的阴极接处理器芯片U4的第十五通用输入输出管脚，二极管D3的阴极接处理器芯片U4的第十四通用输入输出管脚，按键KEY1的第三输出管脚和第四输出管脚相连后接处理器芯片U4的第十通用输入输出管脚，按键KEY1的第一输出管脚和第二输出管脚均接地；所述电源模块由电容C15‑C17、稳压芯片U5组成；电容C15的一端与稳压芯片U5的电源输入管脚相连后接VCC电源，电容16的一端、电容C17的一端、稳压芯片U5的电源输出管脚分别相连后接3.3V电源，电容C15‑C17的另一端、稳压芯片U5的接地管脚均接地。