【正文】 .......................................................................... 26 第五章 系統(tǒng)測試與結果 ............................................................................................................. 28 光筆的測試 .................................................................................................................... 28 LCD 模塊的測試 ............................................................................................................ 28 按鍵盤功能的測試 ......................................................................................................... 28 定時休眠功能的測試 ..................................................................................................... 28 3 休眠喚醒功能的測試 .................................................................................................... 28 整體功能的測試 ............................................................................................................ 28 點 亮功能測試 ..................................................................................................... 28 劃亮功能的測試 ................................................................................................. 29 筆畫擦除功能的測試 ......................................................................................... 29 連字多寫及存儲功能的測試 ............................................................................. 29 結論 ............................................................................................................................................... 30 致謝 ............................................................................................................................................... 31 參考文 獻 ....................................................................................................................................... 32 附錄：電路圖 ............................................................................................................................... 33 4 摘要 本課題設計并制作了一個基于 STM32 的 LED 點陣光筆，可以通過光筆實現(xiàn)在 32X32 的LED 點陣上書寫、顯示，滿足人們的手寫輸入需要，使輸入變得更簡單、快捷。 設計方案運用了 416線譯碼器 74HC154 和鎖存器 74LS273 來驅動點陣的行和列，通過 STM32 的控制實現(xiàn)顯示功能。寫字板可以免去學習打字的煩惱，使用起來相當方便。這些優(yōu)點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。由于 LED 顯示屏必須通過電腦終端控制，所以為其中內(nèi)容修改帶來了不便。用戶在手寫板和觸摸屏上書寫的筆畫以類似于矢量圖的形式被計算機存儲下來，通過對文字圖像的抬筆、落筆、筆跡上各像素的空間位置等信息進行處理與對照，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉化為計算機所使用的文字代碼進行輸出。當光筆在點陣上劃過時，通過編程檢測獲得光筆所在位置的行列坐標，并記錄行列坐標。同時，我們還設計了 LCD 液晶顯示屏，來顯示光筆位置的精確坐標。 根據(jù)課題要求， LED 點陣光筆由主控模塊、LED 點陣模塊、光筆電路、 LED 點陣驅 動、 LCD 顯示和按鍵電路等部分組成。 時鐘頻率為 72MHz， 是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品 。 方案一：采用核心部件為光敏電阻制成的光筆檢測系統(tǒng)。 方案三：采用光敏三極管，其工作原理與光敏二極管相似。 點陣屏設計 點陣屏采用 16 塊 8 X 8 的點陣，連接成一個 32 X 32 的點陣，將每一行對應的引腳相連，使每一行的 32 個 LED 燈相連，每一列的 32 個 LED 燈相連。 LCD 顯示設計 采用 LCD 液晶顯示器來顯示光筆的精確位置，使系統(tǒng)更直觀。 按鍵設計 系統(tǒng)采用四個獨立式按鍵來實現(xiàn)不用功能之間的切換。想要實現(xiàn)此功能，就需要對軟件部分、硬件部分有很多的了解。按性能分成兩個不同的系列： STM32F103“ 增強型 ” 系列和 STM32F101“ 基本型 ” 系列。 這里我們選用 STM32F103 系列作為控制系統(tǒng)。 VDD 為電源 VSS 為電源地 主控模塊原理圖 14 圖表 4 主控模塊原理圖 15 第四章 硬件設計 光筆的設計 光筆 采 用 PT3333C 型光敏三極管檢測點陣屏發(fā)光的強弱變化電壓信號， LM393 為比較器。其結構如 圖表 6 16 圖表 6 光筆結構圖 光敏三極管 功能概述 光敏三極管與普通半導體三極管一樣，是采用半導體制作工藝制成的具有 NPN 或 PNP 結構的半導體管。 我們就是利用光敏三極管的這種特性來實現(xiàn)光筆的功能。 17 當具有光敏特性的 PN 結受到光輻射時，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個放大了相當于 β 倍的信號電流。C 通道數(shù) :2 工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電 源： 2～ 36V， 雙電源： 177。 18 比較器內(nèi)部結構如 圖表 7 圖表 7 比較器內(nèi)部結構圖 1 OUT1 輸出端 1 2 IN(1) 反向輸入端 1 3 IN+(1) 正向輸入端 1 4 GND 地 5 IN+(2) 正向輸入端 2 6 IN(2) 反向輸入端 2 7 OUT2 輸出端 2 8 VCC 電源 LM393 是高增益 ,寬頻帶器件，象大多數(shù) 比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。 LM393 偏置網(wǎng)絡確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V 無關。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的 γSAT 限制。當行給高電平，列給低電平時，對應的二極管點亮。 抗靜電性能優(yōu)勢超強：制作環(huán)境有著嚴格的標準還有產(chǎn)品結構的絕緣設計。 21 32 X 32 LED 點陣的驅動控制電路 32 32 LED 點陣的行信息控制用 2 片 74HC154 構成 5— 32 譯碼器， STM32 口線控制其譯碼輸出。 引腳圖 如下 22 圖表 10 74HC154引腳圖 引腳說明 111 1317 ：輸出端。 圖表 12 74LS273引腳圖 D0~D7 ：出入； Q0~Q7 ：輸出 ； WR ： 1 腳， 主清除端，低電平觸發(fā)，即當為低電平時，芯片被清除，輸出全為0（低電平）； CP（ CLK）：觸發(fā)端，上升沿觸發(fā)，即當 CP 從低到高電平時， D0~D7 的數(shù)據(jù)通過芯片，為 0 時將數(shù)據(jù)鎖存， D0~D7 的數(shù)據(jù)不變。 極性 :PNP。 功耗 :625 mW。共可以顯示 2 行 X 16 個字符，每個字符是由 5 X 8點陣組成的字符塊集。其 電路如 圖表 14 27