近年來,隨著信息產業的高速發展,點陣LED 顯示屏已廣泛應用於金融行業、郵電行業、體育館、廣告業等各種廣告發布和信息顯示系統,成為信息傳送的重要手段。本文介紹的LED 書寫點陣屏,不但可以像普通顯示屏一樣作為信息輸出設備,而且可以通過光筆直接在LED 顯示屏上進行信息輸入,普通的顯示屏也具有"手寫"的功能了。
本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/266574.htm1 硬體系統設計
本系統總體框圖如圖1 所示,由鍵盤與顯示模塊、光筆模塊、LED 點陣屏模塊、STM32 控制模塊、電源模塊五部分組成。
圖1 總體方案方框圖
1. 1 核心控制模塊
本系統以STM32F103VCT6 為控制核心。
STM32 是32 位微處理器,具有低功耗,中斷延遲小,高性能等特點。STM32 處理器採用了指令預測和流水線技術,它的取指、解碼和執行是同時進行的,分支預測給流水線提供連續的指令流,流水線可以不斷地執行有效指令,因此STM32 的速度比8051 快得多; STM32 處理器內部集成鎖相環可實現最大72MHZ 的工作頻率,為實現高速的系統響應( 高速的掃描) 提供了基礎; 其內置的兩個看門狗定時器( 獨立看門狗和窗口看門狗) 使系統更加穩定[1].STM32F103VCT6 有1 個12 位的us 級的A /D 轉換器,9 個定時器,2 個I2C 接口,5個UART 接口,3 個SPI 接口,為以後的擴展提供了條件。
1. 2 光筆電路設計
人眼能分辨刷屏次數為24 次,根據經驗本系統點陣屏的刷屏速度採用每秒70 次的經驗刷屏次數,即70Hz,故要求光筆的反應速度大於70Hz.掃描方式是每一時刻只有一個點點亮,並且這個亮點朝一個方向移動,這時主控掃描的速度是1M.使用的點陣屏為32 ×32.當每秒刷屏次數超過24 次時才看不出點陣屏閃爍,在本系統中每秒刷屏68 次,所以光電器件所要達到的頻率最小為68Hz,光電三極體( 3DU33) 靈敏度高,響應時間短,光敏三極體輸出的脈衝經過74HC14 整形輸出。光筆電路圖如圖2 所示:
圖2 光筆原理示意圖
1. 3 LED 點陣屏模塊
32 × 32 LED 點陣屏電路原理框圖如圖3 所示。
STM32 主控器I /0 口作為點陣屏模塊的輸入控制信號,其中OE 為使能端,CLK 為時鐘線,LT 為鎖存信號,DA 為數據線,A、B、C、D 為行選通地址線[2].電路中74HC245 起總線緩衝作用,2 片74HC138 構成4 - 16 解碼器,實現16 路的行選通,選通信號經由4953MOS 管激勵為行驅動,行驅動為H1 ~ H16,每一行驅動負責32 × 32 點陣兩行的選通( 如H1 控制第1 行和第17 行,H2 控制第2 行和第18 行) .串行數據由74HC245 緩衝後,送入級聯的74HC595 串並轉換和驅動,電路中共設計有8 片74HC595,其中4 片用於第1 行~ 第16 行的列數據轉換,另外4 片用於第17 行~ 第32 行的列數據轉換。
圖3 LED 點陣屏電路原理框圖
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