led点阵书写屏.doc.doc

摘 要 目 录 方案 1 1．核心控制模块的的选择 2．光笔设计的方案选择 3．显示方案的选择 4．点阵显示模式方案的选择................................................................................................... 二、系统理论分析与计算 1．系统的总体设计 2 2．单元模块的设计及参数计算 2 3.发挥部分的设计与实现 2 三、总体方案设计与系统框图 1.系统总体框图及主要电路图的设计 2.电源部分 四、测试方案与测试结果 1测试结果(数据) 2测试分析与结论 五、总结........................................................................................................................................ 6 六、附录（电路原理图） LC谐振放大器（题） 【组】 系统方案STC系列单片机是高集成单片机，功能和性能都要比51强大很多。比如STC1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EEPROM可以保存设置的待机时间值。 基于以上分析我们采用高速、高容量的STC12C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。光结构简单、使用方便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。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，。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。基于上面的比较分析和现有的LCD器件，选用方案二。 系统理论分析与计算 图2 光笔的结构图 为了能使设计的光笔更好的检测，我们设计了如图3所示的内部电路图。其基本原理是基于光敏三极管，通过电压比较器传输到单片机系统，进而实现光笔的检测。由于比较器在光照下输出高电平，不方便单片机的低电平中断检测。所以我们在比较器后级加入了一个三极管实现电平的反相。 图3 光笔电路图 （2）16×16LED点阵的连接及驱动控制电路 经分析要想得到16×16的点阵需要用4个共阳型8×8点阵（其引脚图如图4所示）来构建。其方法是将点阵对应的行线和列线分别进行连接，使每一条行线引脚接一行16个LED，列线也相同。 图4 分别将一片74HC154四-十六译码器的Y0-Y15端口与16×16LED点阵的列线相连，74HC154的输入端口A、B、C、D、G1、G2与对应的单片机I/O口连接。单片机先通过74HC154的G1、G2片选端口实现信号的选择输出，从而实现列的扫描，电路如图5所示。与列的驱动相比，行的驱动有所不同。将两片74HC595移位寄存器以下图方式进行连接以扩展成一个16位移位寄存器，然后控制16根行线。其电路图如图6所示: 图5 图6a LED点阵列的驱动电路 图6b LED点阵行的驱动电路 图6 （3）显示电路部分功能及原理 为了满足系统在工作时能准确显示光笔对应亮点所处的行列坐标值，我们采用普通1602的字符液晶显示器显示。 （4）键盘的使用及设计 键盘是使用比较简单的独立式键盘,用蜂鸣器作为按键响应。其电路如图7所示： 图7 独立式键盘电路图 按键功能： 按键一：实现各按键功能的切换；按键二：步骤键 ；按键三：步骤键 按键四：笔画擦出键；按键五：清屏键； 具体的按键功能说明请参考附录四 3.发挥部分的设计与实现 光照的检测与控制 经分析，想要实现当环境光强改变时能自动连续调节屏上显示亮度的要求，其关键是对点阵周围环境光照的检测与控制。我们通过硬件电路很好的完成了对光照的检测。基本原理是将光敏电阻与一电阻组成串联电路，然后用控制器自带的10位AD对光敏电阻上的压降进行采集，在5v的电源下最小分辨率可达到5mv。经过测试发现光敏电阻在完全黑暗的情况下电阻可达到130K欧姆左右，在普通led灯照射下电阻只有1K欧姆。在对光照变化的检测不是很苛刻的