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摘 要 介绍电子签名板带有液晶屏的具体应用。通过对手写技术的简单说明，介绍了一款3.7英寸的手写电子签名板的设计，硬件进行详细的解释及阐述。同时通过对上层测试软件的说明，介绍了电子签名板的软件实现过程。
关键词 签名板；LCD；手写；线圈
中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0032-02
1 技术领域简介
随着科技的发展，办公信息化也在与时俱进，许多原本复杂的工作，都能够通过网络完成。“无纸化办公”理念的提出，使电子产品供应商都发动脑筋想办法设计可代替纸张功能的电子器械。本文中介绍的带液晶屏的签名板就是在这样的大形势下，研发设计出来的。本文主要是对一款3.7寸的签名板硬件技术及软件进行说明和介绍。
2 此款电子签名板的功能及优点
1）简单易用：在签批板上直接签字的方式代替了原来的密码输入或其他的验证方法，简单不用学习即可使用。
2）安全性高：DEMO软件可获取到手写笔迹，通过一系列的参数界定，每个人的手写笔迹、手写压力都不相同，可以实现很高的安全保密性。
3）灵活度高：系统提供了高度的灵活性和可扩展性。签字板把驱动程序可以直接嵌入到其作为签名获取设备运行所需的任何应用程序中。
4）直观性：在签批板上写的文字，在液晶屏上面显示的形式就是在电脑屏幕上显示内容，所见即所得。
5）保持性：第一可以提前录入签字的模板，第二可以在签批的同时记录上一次的签写记录。
3 电子签批板的硬件
本文介绍一款使用3.7寸黑白液晶屏的电子签批板。此电子签批板的硬件部分包括：手写板、手写驱动单元、微处理单元、液晶屏四个部分组成。
3.1 手写板
手写板从工作原理上来分有电阻压力式、光学感应式、超声波定位、电磁感应式几种类型。本手写板使用电磁感应式手写板，优点：1）定位精度高，能够检测使用者用笔的压力大小。2）具有一定的感应高度，从而有可能放在液晶屏的背面，而不阻碍液晶屏的显示。
磁感应式手写模块细分为有线电磁式、无线有源式、无线无源式三种原理，本签批板使用的是无线无源式，即使用的手写笔，不需要电池也不需要与签字板连接。笔里包含有LC电路，能够感应板上的发射电路产生的信号，经过感应后的信号再被板上的接收电路接收，从而得到笔在板上的相对位置及手写笔的压力。
工作原理：在线路板上布有多组平行排列的线圈组作为发射和接收天线，线圈组分X方向和Y方向呈90度排列形成手写线圈，与这些线圈相连，给线圈发送控制信号和接收线圈反应信号的为手写驱动单元。如图1和图2所示。
图1 X方向线圈示意图（发射线圈组）
图2 Y方向线圈示意图（接收线圈组）
3.2 手写驱动单元
手写驱动单元是接收和处理线圈传来的数据信号。手写驱动单元包括自动增益控制电路，主要作用是补偿笔距离手写板远近造成的信号幅值的变化，避免信号产生饱和。其中的信号处理电路，作用是将接收的正弦信号的负向周期的部分变为正向，同时切除对定位有害的成分。然后信号发生装置，产生所需要的激励脉冲，同时为信号处理电路提供同步信号，再把信号传给积分电路，得到稳定的电压值，通过A/D将这个电压值变为数字信号输入到处理器。
电路图如图3，硬件实物图如图4。
3.3 微处理单元
微处理单元采用24M 的8位MCU，主要功能为：1）与电脑主机通过USB总线进行通讯。2）接收手写驱动出来的数据信号，通过串行总线进行通讯。3）点亮、控制液晶屏。电路图如图5所示。
图4 硬件实物图
3.4 液晶屏
采用3.7寸黑白FSTN液晶屏，用电量低，无需电池，易于操控，低电压低功耗，为设计和使用提供极大的便捷和效率。具体参数如表1。
表1 液晶屏参数
内容 参数 单位
液晶屏类型 FSTN --
液晶屏占空比数 1/120 --
液晶屏偏压比 1/12 --
接口 16-bit
可视方向 6 O’clock
像素 240×120 Dots
控制芯片 UC1698U
4 软件实现
连接USB线，即可开机，开机界面可以自己定义图片，分辨率为240×120，如图6所示。测试软件界面如图7所示。
图6 开机界面图
图7 测试软件界面
软件功能简介：
目前可以实现全屏签批界面和部分签名界面，如图7所示。
ATOP 按钮：点击后可以切换成部分签名模式；
PTOA 按钮：点击后可以切换成全屏签名模式；
CLEA 按钮：点击后可以清楚所写内容；
ATTR 按钮：目前无作用，预留后续扩展功能使用；
GetAttr按钮：获取手写板相关信息。
5 结论
电子签名板增加了液晶屏，实现了所见即所得、简单直观的特征。并且通过手写技术和软件的结合，使签名板本身又具有唯一性，具有传输加密的特殊功能，更加适用于电子签名等对安全要求较高的环境。
参考文献
[1]周旭.现代电子设备设计制造手册[M].电子工业出版社，2008.
[2]刘午萍，刘建清，等.液晶彩色显示器易修精要[M].人民邮电出版社，2008.
[3]谭浩强.C程序设计（第二版）[M].清华大学出版社，1999.
[4]王成儒，李英伟.USB2.0院里与工程开发[M].国防出版社.
作者简介
唐磊（1981-），男，北京人，中国矿业大学（北京），机电与信息工程学院，信电系控制工程领域，工程硕士在读。
关键词 签名板；LCD；手写；线圈
中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0032-02
1 技术领域简介
随着科技的发展，办公信息化也在与时俱进，许多原本复杂的工作，都能够通过网络完成。“无纸化办公”理念的提出，使电子产品供应商都发动脑筋想办法设计可代替纸张功能的电子器械。本文中介绍的带液晶屏的签名板就是在这样的大形势下，研发设计出来的。本文主要是对一款3.7寸的签名板硬件技术及软件进行说明和介绍。
2 此款电子签名板的功能及优点
1）简单易用：在签批板上直接签字的方式代替了原来的密码输入或其他的验证方法，简单不用学习即可使用。
2）安全性高：DEMO软件可获取到手写笔迹，通过一系列的参数界定，每个人的手写笔迹、手写压力都不相同，可以实现很高的安全保密性。
3）灵活度高：系统提供了高度的灵活性和可扩展性。签字板把驱动程序可以直接嵌入到其作为签名获取设备运行所需的任何应用程序中。
4）直观性：在签批板上写的文字，在液晶屏上面显示的形式就是在电脑屏幕上显示内容，所见即所得。
5）保持性：第一可以提前录入签字的模板，第二可以在签批的同时记录上一次的签写记录。
3 电子签批板的硬件
本文介绍一款使用3.7寸黑白液晶屏的电子签批板。此电子签批板的硬件部分包括：手写板、手写驱动单元、微处理单元、液晶屏四个部分组成。
3.1 手写板
手写板从工作原理上来分有电阻压力式、光学感应式、超声波定位、电磁感应式几种类型。本手写板使用电磁感应式手写板，优点：1）定位精度高，能够检测使用者用笔的压力大小。2）具有一定的感应高度，从而有可能放在液晶屏的背面，而不阻碍液晶屏的显示。
磁感应式手写模块细分为有线电磁式、无线有源式、无线无源式三种原理，本签批板使用的是无线无源式，即使用的手写笔，不需要电池也不需要与签字板连接。笔里包含有LC电路，能够感应板上的发射电路产生的信号，经过感应后的信号再被板上的接收电路接收，从而得到笔在板上的相对位置及手写笔的压力。
工作原理：在线路板上布有多组平行排列的线圈组作为发射和接收天线，线圈组分X方向和Y方向呈90度排列形成手写线圈，与这些线圈相连，给线圈发送控制信号和接收线圈反应信号的为手写驱动单元。如图1和图2所示。
图1 X方向线圈示意图（发射线圈组）
图2 Y方向线圈示意图（接收线圈组）
3.2 手写驱动单元
手写驱动单元是接收和处理线圈传来的数据信号。手写驱动单元包括自动增益控制电路，主要作用是补偿笔距离手写板远近造成的信号幅值的变化，避免信号产生饱和。其中的信号处理电路，作用是将接收的正弦信号的负向周期的部分变为正向，同时切除对定位有害的成分。然后信号发生装置，产生所需要的激励脉冲，同时为信号处理电路提供同步信号，再把信号传给积分电路，得到稳定的电压值，通过A/D将这个电压值变为数字信号输入到处理器。
电路图如图3，硬件实物图如图4。
3.3 微处理单元
微处理单元采用24M 的8位MCU，主要功能为：1）与电脑主机通过USB总线进行通讯。2）接收手写驱动出来的数据信号，通过串行总线进行通讯。3）点亮、控制液晶屏。电路图如图5所示。
图4 硬件实物图
3.4 液晶屏
采用3.7寸黑白FSTN液晶屏，用电量低，无需电池，易于操控，低电压低功耗，为设计和使用提供极大的便捷和效率。具体参数如表1。
表1 液晶屏参数
内容 参数 单位
液晶屏类型 FSTN --
液晶屏占空比数 1/120 --
液晶屏偏压比 1/12 --
接口 16-bit
可视方向 6 O’clock
像素 240×120 Dots
控制芯片 UC1698U
4 软件实现
连接USB线，即可开机，开机界面可以自己定义图片，分辨率为240×120，如图6所示。测试软件界面如图7所示。
图6 开机界面图
图7 测试软件界面
软件功能简介：
目前可以实现全屏签批界面和部分签名界面，如图7所示。
ATOP 按钮：点击后可以切换成部分签名模式；
PTOA 按钮：点击后可以切换成全屏签名模式；
CLEA 按钮：点击后可以清楚所写内容；
ATTR 按钮：目前无作用，预留后续扩展功能使用；
GetAttr按钮：获取手写板相关信息。
5 结论
电子签名板增加了液晶屏，实现了所见即所得、简单直观的特征。并且通过手写技术和软件的结合，使签名板本身又具有唯一性，具有传输加密的特殊功能，更加适用于电子签名等对安全要求较高的环境。
参考文献
[1]周旭.现代电子设备设计制造手册[M].电子工业出版社，2008.
[2]刘午萍，刘建清，等.液晶彩色显示器易修精要[M].人民邮电出版社，2008.
[3]谭浩强.C程序设计（第二版）[M].清华大学出版社，1999.
[4]王成儒，李英伟.USB2.0院里与工程开发[M].国防出版社.
作者简介
唐磊（1981-），男，北京人，中国矿业大学（北京），机电与信息工程学院，信电系控制工程领域，工程硕士在读。