【正文】 .......................................................................... 26 第五章 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果 ............................................................................................................. 28 光筆的測(cè)試 .................................................................................................................... 28 LCD 模塊的測(cè)試 ............................................................................................................ 28 按鍵盤功能的測(cè)試 ......................................................................................................... 28 定時(shí)休眠功能的測(cè)試 ..................................................................................................... 28 3 休眠喚醒功能的測(cè)試 .................................................................................................... 28 整體功能的測(cè)試 ............................................................................................................ 28 點(diǎn) 亮功能測(cè)試 ..................................................................................................... 28 劃亮功能的測(cè)試 ................................................................................................. 29 筆畫擦除功能的測(cè)試 ......................................................................................... 29 連字多寫及存儲(chǔ)功能的測(cè)試 ............................................................................. 29 結(jié)論 ............................................................................................................................................... 30 致謝 ............................................................................................................................................... 31 參考文 獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 32 附錄：電路圖 ............................................................................................................................... 33 4 摘要 本課題設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)基于 STM32 的 LED 點(diǎn)陣光筆，可以通過光筆實(shí)現(xiàn)在 32X32 的LED 點(diǎn)陣上書寫、顯示，滿足人們的手寫輸入需要，使輸入變得更簡(jiǎn)單、快捷。 設(shè)計(jì)方案運(yùn)用了 416線譯碼器 74HC154 和鎖存器 74LS273 來驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣的行和列，通過 STM32 的控制實(shí)現(xiàn)顯示功能。寫字板可以免去學(xué)習(xí)打字的煩惱，使用起來相當(dāng)方便。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、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(jì)算機(jī)存儲(chǔ)下來，通過對(duì)文字圖像的抬筆、落筆、筆跡上各像素的空間位置等信息進(jìn)行處理與對(duì)照，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所使用的文字代碼進(jìn)行輸出。當(dāng)光筆在點(diǎn)陣上劃過時(shí)，通過編程檢測(cè)獲得光筆所在位置的行列坐標(biāo)，并記錄行列坐標(biāo)。同時(shí)，我們還設(shè)計(jì)了 LCD 液晶顯示屏，來顯示光筆位置的精確坐標(biāo)。 根據(jù)課題要求， LED 點(diǎn)陣光筆由主控模塊、LED 點(diǎn)陣模塊、光筆電路、 LED 點(diǎn)陣驅(qū) 動(dòng)、 LCD 顯示和按鍵電路等部分組成。 時(shí)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(cè)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(diǎn)陣屏設(shè)計(jì) 點(diǎn)陣屏采用 16 塊 8 X 8 的點(diǎn)陣，連接成一個(gè) 32 X 32 的點(diǎn)陣，將每一行對(duì)應(yīng)的引腳相連，使每一行的 32 個(gè) LED 燈相連，每一列的 32 個(gè) LED 燈相連。 LCD 顯示設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用四個(gè)獨(dú)立式按鍵來實(shí)現(xiàn)不用功能之間的切換。想要實(shí)現(xiàn)此功能，就需要對(duì)軟件部分、硬件部分有很多的了解。按性能分成兩個(gè)不同的系列： STM32F103“ 增強(qiáng)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(shè)計(jì) 光筆的設(shè)計(jì) 光筆 采 用 PT3333C 型光敏三極管檢測(cè)點(diǎn)陣屏發(fā)光的強(qiáng)弱變化電壓信號(hào)， LM393 為比較器。其結(jié)構(gòu)如 圖表 6 16 圖表 6 光筆結(jié)構(gòu)圖 光敏三極管 功能概述 光敏三極管與普通半導(dǎo)體三極管一樣，是采用半導(dǎo)體制作工藝制成的具有 NPN 或 PNP 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管。 我們就是利用光敏三極管的這種特性來實(shí)現(xiàn)光筆的功能。 17 當(dāng)具有光敏特性的 PN 結(jié)受到光輻射時(shí)，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了相當(dāng)于 β 倍的信號(hào)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(jié)構(gòu)如 圖表 7 圖表 7 比較器內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V 無關(guān)。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的 γSAT 限制。當(dāng)行給高電平，列給低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的二極管點(diǎn)亮。 抗靜電性能優(yōu)勢(shì)超強(qiáng)：制作環(huán)境有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)還有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的絕緣設(shè)計(jì)。 21 32 X 32 LED 點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)控制電路 32 32 LED 點(diǎn)陣的行信息控制用 2 片 74HC154 構(gòu)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(dāng)為低電平時(shí)，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(dāng) CP 從低到高電平時(shí)， D0~D7 的數(shù)據(jù)通過芯片，為 0 時(shí)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(gè)字符，每個(gè)字符是由 5 X 8點(diǎn)陣組成的字符塊集。其 電路如 圖表 14 27