基于stm32的led點陣光筆設計方案(編輯修改稿)
2025-06-02 00:19 本頁面
【文章內容簡介】 DD 為電源 VSS 為電源地 主控模塊原理圖圖表 4 主控模塊原理圖第四章 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。當光筆檢測到光強的變化后，電壓發(fā)生變化，系統(tǒng)接收信號后迅速定位光筆所在位置的行列值，經過運算后，點亮該處LED燈，實現顯示功能。光筆原理圖如圖表 5圖表 5 光筆原理圖在一空的筆殼內，將光敏三極管放置在筆殼底端，光敏三極管的引腳從一個與其直徑等寬的空管引出至空管的頂部，并在其中一引腳中接一彈片，在接近的地方用銅片貫穿空管且正好卡在筆管的內部。與此同時，用一彈簧套在空管外部，并將其底部固定，這樣，當筆管在點陣屏上上下抖動時，內部光敏三極管就能很好的檢測了。其結構如圖表 6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。它在結構上與半導體三極管相似，它的引出電極通常只有兩個，也有三個的。有電流（Current）放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。我們就是利用光敏三極管的這種特性來實現光筆的功能。光敏三極管的結構如圖所示。為適應光電轉換的要求，它的基區(qū)面積做得較大，發(fā)射區(qū)面積做得較小，入射光主要被基區(qū)吸收。和光敏二極管一樣，管子的芯片被裝在帶有玻璃透鏡金屬管殼內，當光照射時，光線通過透鏡集中照射在芯片上。當具有光敏特性的PN 結受到光輻射時，形成光電流，由此產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。 LM393電壓比較器功能概述 1. LM393概述LM393 是雙電壓比較器集成電路。該電路的主要特點如下： 比較器數:2 工作溫度范圍:0176。C +70176。C 通道數: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。1～177。18V； 消耗電流小， ICC=； 輸入失調電壓小， VIO=177。2mV； 共模輸入電壓范圍寬， VIC=0～； 輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容； 輸出可以用開路集電極連接“或”門； 采用雙列直插8 腳塑料封裝（DIP8）和微形的雙列8 腳塑料封裝（SOP8）。 比較器內部結構如圖表 7圖表 7 比較器內部結構圖 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，象大多數比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產生耦合，則很容易產生振蕩。這種現象僅僅出現在當比較器改變狀態(tài)時，輸出電壓過渡的間隙，電源加旁路濾波并不能解決這個問題，標準PC板的設計對減小輸入—輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號，而且增加甚至很小的正反饋量(~10mV)能導致快速轉換,使得不可能產生由于寄生電容引起的振蕩，除非利用滯后，否則直接插入IC(集成電路板integrated circuit，縮寫：IC) 并在引腳上加上電阻將引起輸入—輸出在很短的轉換周期內振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當快，則滯回將不需要。 比較器的所有沒有用的引腳必須接地。 LM393偏置網絡確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V無關。 通常電源不需要加旁路電容。 差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件。 LM393的輸出部分是集電極開路，發(fā)射極接地的 NPN輸出晶體管，可以用多集電極輸出提供或OR ing輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內的任何電源電壓上，不受 (當不用負載電阻沒被運用)，(16mA)時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的γSAT限制。當負載電流很小時,輸出晶體管的低失調電壓()允許 輸出箝位在零電平。 32 X 32 LED點陣的連接經分析要想得到3232的點陣需要用16個88點陣（其引腳圖如圖表 8所示）來構建。其方法是將點陣對應的行線和列線分別進行連接，使每一條行線引腳接一行32個LED，列線也相同。當行給高電平，列給低電平時，對應的二極管點亮。 圖表 8 點陣圖 LED點陣顯示屏概述 LED顯示屏是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕?！ ED點陣顯示屏特點： 可實現超
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