文档介绍：目录
摘要 I
目录 II
第一章绪论 1
1
1
第二章系统方案设计 3
3
。 3
3
3
4
4
第三章系统硬件设计 5
5
32×32LED点阵的连接 6
32×32LED点阵的驱动控制电路 7
显示电路部分功能及原理 7
键盘的使用及设计 8
光照的检测与控制 9
第四章系统软件设计 11
11
外中断0服务程序(坐标检测) 12
(按键处理) 13
13
第五章系统测试与结果 15
划亮反显擦除拖移的测试和结果 15
15
超时关显示节电测试和结果 15
总结及展望 16
致谢 17
参考文献 18
附录1 总电原理图(单片机系统与点阵驱动电路) 19
附录2 总电原理图(32×32点阵连接电路) 20
附录3 源程序 21
第一章绪论
本课题来源于全国大学生电子设计竞赛LED点阵书写显示屏,它是一种控制半导体发光二极管的显示装置,其主要功能是实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示。
设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏,其系统结构如图1-1所示。在控制器的管理下,LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下;当光笔触及LED点阵模块表面时,先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标,再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态,从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。
控制器
32×32
LED
点阵模块
光笔
图1-1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图
设计的最终要求是:在点亮功能下当光笔接触屏上某点LED时,能即时点亮该LED;在划亮功能下当光笔快速划过时,能同步点亮划过的各LED,其速度要求2S内能划过并点亮40点LED;在反显功能下能对屏上显示的信息实现反向显示;在屏幕擦除功能下能实现对屏上所显示信息整屏擦除;在笔画擦除功能下,能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画;在连写多字功能下,能结合自选的擦除方式,在30S内以划亮方式写出四个汉字且存入机内;在对象拖移功能下,能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移,先用光笔以划亮方式在屏上圈定欲拖移显示对象,再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置;当光强改变时,能自动连续调节屏上显示亮度;当光笔连续未接触屏面的时间超过1-5MIN时,自动关闭屏上显示,并使系统进入休眠模式。
第二章系统方案设计
根据课题要求,LED点阵书写显示屏由主控模块,按键电路、LED点阵模块、光笔电路及LED点阵驱动显示等部分组成。系统框图如图2-1所示:
按键
MCU
驱动电路
LED点阵
光笔检测
LCD
显示
光强检测
图2-1系统框图
。
核心控制模块是系统的大脑,控制着系统的所有输入输出、计算、判断与决策。“LED点阵书写显示屏”检测精度要求高且数据存储容量大,选择适合的控制模块,能确保其快速是实现稳定及达到系统要求的基本条件。使用STC系列单片机,该系列单片机是高集成单片机,功能和性能都要比51系列强大很多。比如STC11F32是1T单片机,速度是AT89S51的12倍。而且内部集成了内置振荡器和复位,EEPROM、ADC、PWM、四态I/O接口。
光笔设计的关键是选择合适的传感器件,只有具有很高的灵敏度和一定的响应时间的传感器才能完成系统的要求及功能。
方案一:采用核心部件为光敏电阻制成的光笔检测系统。光敏电阻是将光能转换为电能的一种传感器件,它是构成光电式传感器的主要部件。光敏电阻结构简单、使用方
便、价格便宜,但经调试发现其响应时间长,不易检测。
方案二:采用光敏二极管,与光敏电阻相比有较好的高频特性,具有一定的可靠性,,需要较高倍数的放大器才能实现精准识别的效果。
方案三:采用光敏三极管,其工作原理与光敏二极管相似。但光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。所以其灵敏度更高,响应时间快。