LED点阵书写显示屏1

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1、LED点阵书写显示屏摘要本系统以高速单片机STCF1132为核心，设计并制作了一个基于32×32点阵LED模块显示屏。该点阵可以实现扫描微亮和显示点亮两种工作模式，能够通过自制光笔检测在点阵处于扫描微亮状态时获取其行列坐标信息，并能通过液晶显示出来，同时能依据功能要求控制检测点处LED的亮灭，在屏幕上实现“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，并且通过按键可以实现不同功能之间的切换。同时还能够根据环境光强的变化，自动连续调节显示屏上显示的亮度。设计方案运用了4-16线译码器74HC154驱动点阵的行和列，通过单片机的控制实现各种

2、显示功能，显示屏亮度的自动调节采用光敏电阻检测环境光强，通过A/D转换、D/A转换实现对显示亮度的自动调节。关键词：LED点阵单片机74HC1547一、设计任务及要求1．设计任务控制器32×32LED点阵模块光笔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

3、、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。图1二、方案论证与比较1．核心控制模块的的选择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。方案一：使用ATMEL公司的51系列单片机。此系列单片机使用广泛，但运算速度相对较慢、存储容量小，难以存储大容量程序及数据。方案二：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

4、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。基于以上分析我们采用高速、高容量的STC11F32单片机。2．光笔设计的方案选择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，功耗低.相比于光敏电阻而言

5、灵敏度较差，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。基于以上分析，我们采用光敏三极管作为光笔的检测部件。73．显示方案的选择(1)显示种类的选择方案一：采用LED数码管显示器。LED数码管亮度高，醒目，但是其电路复杂，占用资源较多，显示信息量较小。方案二：采用LCD液晶显示器。LCD有明显的优点：微功耗、尺寸小，超薄轻巧、显示信息量大、字迹清晰、美观、视觉舒适。使整个控制系统更加人性化。基于上面

6、的比较分析和现有的LCD器件，选用方案二。(2)液晶显示模块的选择方案一：采用SMCA1602并行口液晶显示器，其功耗低且使用方便。但占用的I/O口线较多，而单片机I/O口资源有限。方案二：采用LCM301液晶显示器，其是串行口显示，所需I/O口较少，节省了资源，焊接电路时也较为方便。本设计使用的I/O口比较多，基于以上分析，我们选择方案二。4．点阵显示模式方案的选择方案一：采用PWM调制方式，用软件来控制点阵的点亮与熄灭。但考虑到实现设计的要求需大的存储空间，为节省资源我们放弃了这种方案。方案二：将点阵的驱动电源分为两路，一路为正常电压，另一路通过硬件电路调节恰

7、好能使点阵处于微亮状态。结合软件实现点阵的显示模式的改变。这样节省了资源的同时，也节约了时间。基于以上分析我们选择了方案二。三、系统硬件设计1．系统的总体设计本设计以STCF1132为核心部件结合按键、LCD显示、光笔检测及LED点阵驱动显示等部分组成。系统框图如图2所示：MCU驱动电路LED点阵光笔检测按键LCD显示光强检测图2系统框图2．单元模块的设计及参数计算（1）光笔的设计及单元参数的设计7在一空的笔壳内，将光敏三极管放置在笔壳底端，光敏三极管的引脚从一个与其直径等宽的空管引出至空管的顶部，并在其中一引脚中接一弹片，在接近的地方用铜片贯穿空管且正好卡在笔管

8、的内部。与