一、引言

目前LED顯示屏都是采用字模軟件生成好的字節(jié)序列然后進(jìn)行顯示，而LED點(diǎn)陣書(shū)寫(xiě)屏是一種無(wú)需通過(guò)字模軟件編碼即可給LED顯示屏提供顯示信息的一種新的交互方案，通過(guò)光敏二極管或光敏三極管在屏幕上捕獲LED點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而反饋至控制器點(diǎn)位的坐標(biāo)，進(jìn)行相應(yīng)顯示功能。這里介紹一下我在很多年前讀大一參加比賽時(shí)候做的一個(gè)比較完整的點(diǎn)陣書(shū)寫(xiě)屏設(shè)計(jì)方案。有需要請(qǐng)留言。

二、系統(tǒng)整體架構(gòu)

書(shū)寫(xiě)屏采用STC單片機(jī)為控制器，采用LED掃描和顯示屏二分法，設(shè)計(jì)了一個(gè)32×32 單色LED點(diǎn)陣模塊的點(diǎn)陣書(shū)寫(xiě)屏，

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

主要包括：

STC12C5A60S2(STC89C52RC)為主控，1T單片機(jī)光筆檢測(cè)模塊，利用光敏二極管的光電特性，實(shí)現(xiàn)微亮檢測(cè)功能點(diǎn)陣模塊，由16塊8X8 單色共陽(yáng)LED點(diǎn)陣級(jí)聯(lián)行驅(qū)動(dòng)模塊，由兩片74HC154構(gòu)成5-32譯碼器實(shí)現(xiàn)對(duì)行信號(hào)的選擇，選中的行用4953均流驅(qū)動(dòng)LED，控制LED的亮度均勻列驅(qū)動(dòng)模塊，采用4片74HC595串行移位控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)列信號(hào)的選擇，三線控制可以很方便的實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展同時(shí)節(jié)省IO口資源單片機(jī)最小系統(tǒng)，人機(jī)交互部分采用四個(gè)獨(dú)立按鍵和液晶LCD1602實(shí)現(xiàn)對(duì)程序功能的選擇

程序運(yùn)行時(shí)， LCD1602菜單顯示并配合按鍵實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的切換和相互調(diào)用，光筆通過(guò)顯示屏微亮掃描尋找光筆的位置交互LED顯示屏，可依據(jù)功能可實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)亮（單點(diǎn)）、劃亮（多點(diǎn)）、反顯、整屏擦除、筆畫(huà)擦除”等基本書(shū)寫(xiě)顯示功能， “坐標(biāo)顯示、連寫(xiě)多字、顯示內(nèi)容移動(dòng)、對(duì)象拖移、畫(huà)空框、畫(huà)實(shí)框、區(qū)域填充、掉電喚醒” 等其他特殊功能。

書(shū)寫(xiě)屏驅(qū)動(dòng)方式合理、控制方式靈活、光筆靈敏度高、抗自然光干擾能力強(qiáng)、顯示內(nèi)容豐富、程序資源豐富、二次開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，可作為控制類課程設(shè)計(jì)、電子類畢設(shè)、單片機(jī)學(xué)習(xí)的優(yōu)秀硬件平臺(tái)。

三、電路原理

3.1 行驅(qū)動(dòng)

行驅(qū)動(dòng)模塊由兩片75HC154（4轉(zhuǎn)16，高速）和一片反相器（與非門、斯密特反相器均可）級(jí)聯(lián)構(gòu)成32行信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)行信號(hào)的選擇，選中的行采用專用的LED驅(qū)動(dòng)芯片4953，每一片可驅(qū)動(dòng)兩行驅(qū)動(dòng)LED，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制過(guò)程中LED的亮度均勻。

3.2 列驅(qū)動(dòng)

列驅(qū)動(dòng)模塊用四片74HC595級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)列的控制。74HC595具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)：1，8位串行輸入/8位串行或并行輸出，存儲(chǔ)狀態(tài)寄存器，具有三種狀態(tài)；2，并行輸出時(shí)具備總線驅(qū)動(dòng)；3，只需使用3個(gè)IO口即可實(shí)現(xiàn)多位數(shù)據(jù)的輸出。

3.3光筆檢測(cè)

光筆檢測(cè)模塊主要為光敏二極管，采用的光敏二極管開(kāi)關(guān)時(shí)間小于1us，有光時(shí)電阻1k左右，無(wú)光時(shí)電阻100K左右，串接一個(gè)500K的電位器到地，同時(shí)用一個(gè)反相器（與非門、斯密特反相器都可）對(duì)光敏二極管的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行整形，調(diào)節(jié)電位器的值使得一旦檢測(cè)到光強(qiáng)超過(guò)自然光光筆檢測(cè)模塊輸出低即可，單片機(jī)檢測(cè)的接口為P3.2。同時(shí)預(yù)留了一個(gè)外接光筆檢測(cè)模塊，單片機(jī)檢測(cè)的接口為P3.3。

3.4控制和顯示

控制和顯示部分包括單片機(jī)的最小系統(tǒng)，LCD1602顯示電路和4個(gè)獨(dú)立按鍵，四個(gè)按鍵功能分別為：確定Enter、功能上翻Up、功能下翻Down、返回退出Return。

四、程序結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)的軟件編寫(xiě)采用c語(yǔ)言，在KEIL V4集成環(huán)境中編寫(xiě)和調(diào)試。為了編寫(xiě)和調(diào)試的方便，采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)按鍵檢測(cè)、掃描、LED屏的顯示，LCD1602液晶顯示菜單等各個(gè)模塊的功能分別設(shè)計(jì)程序，構(gòu)建頭文件，使程序在調(diào)試開(kāi)發(fā)的時(shí)候，十分方便交互LED顯示屏，極大縮減了開(kāi)發(fā)周期。本系統(tǒng)使用LCD1602液晶和4個(gè)按鍵來(lái)作為人機(jī)交互界面，從而方便的實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的切換，LCD1602的操作比較的簡(jiǎn)單，作為顯示信息，兩排顯示通過(guò)按鍵切換已經(jīng)足夠。

五、實(shí)物照片和視頻記錄

曾經(jīng)將這個(gè)測(cè)試視頻上傳到了土豆，應(yīng)該還能看：

文章由啟和科技編輯