【正文】 .................................................................... 32 休眠喚醒功能的測試 .................................................................................................... 32 整體功能的測試 ............................................................................................................ 32 點亮功能測試 ..................................................................................................... 32 劃亮功能的測試 ................................................................................................. 33 筆畫擦除功能的測試 ......................................................................................... 33 連字多寫及存儲功能的測試 ............................................................................. 33 總結(jié) ............................................................................................................................................... 34 致謝 ............................................................................................................................................... 35 參考文獻 ....................................................................................................................................... 36 3 摘要 本課題設(shè)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。本系統(tǒng)以 STM32 為核心，通過 STM32 的控制，使 LED 點陣能逐點高速程控點亮熄滅。 本設(shè)計包括：光筆的設(shè)計、 32 32 LED 點陣的連接、 32 32 LED 點陣的驅(qū) 動控制電路、顯示電路部分功能及原理、鍵盤的使用及設(shè)計等。 關(guān)鍵詞： LED 點陣 光筆 STM32 74HC154 4 Abstract This topic design and made a pen of LED dot matrix based on STM32, can achieve writing through light pen in 32 X32 of LED dot matrix, and show in the LED dot matrix, satisfy the people39。 LED顯示屏就是其中一種寫字板。目前寫字板在智能識別技術(shù)已相當(dāng)成熟，就算字跡潦草些也不用擔(dān)心電腦無法識別。 LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。LED 的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色 化方向發(fā)展。 LED 顯示屏主要應(yīng)用領(lǐng)域為廣告業(yè)，它的出現(xiàn)為廣告產(chǎn)業(yè)帶來了一種新的視覺沖擊，廣告業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動了 LED 顯示屏技術(shù)的創(chuàng)新，漸漸的 LED 顯示屏的一些不足也開始進入了人們的“視線”，所謂誰把握先機誰就離成功越近，這就突出了廣告的實時性。 為了解決 LED 顯示屏中內(nèi)容修改不便的問題，就需要設(shè)計一種可以在其上寫字的光筆，這樣不僅可以把 LED顯示屏與電腦終端脫離，而不影響其工作，而 且直接在 LED 顯示屏上寫字給人的視覺沖擊也是相當(dāng)?shù)恼鸷场? 手寫識別技術(shù)是指通過手寫板等軌跡捕獲設(shè)備獲得書寫者的書寫信息，將手寫字轉(zhuǎn)換輸入計算機。 手寫漢字識別技術(shù)發(fā)展至今，無論在識別率（幾個大廠商幾乎都可以 達到 98%以上）還是識別速度方面都可以稱之為相當(dāng)成熟的技術(shù)了，完全能夠滿足實際應(yīng)用的要求。 課題設(shè)計的思路簡介 LED 點陣可以實現(xiàn)掃描微亮和顯示點亮，用 STM32 控制，使 LED 點陣能逐點高速程控點亮熄滅，即工作在人眼不易察覺的掃描微亮情況下。運算之后點亮位置坐標處的 LED，即實現(xiàn)了書寫功能 。 設(shè)計任務(wù)及要求 本課題實現(xiàn)一種小型的光筆輸入裝置，應(yīng)達到以下要求： 設(shè)計并制作一個規(guī)模不小于32x32 的 LED 點陣 ,該 LED 點陣能逐點高速程控點亮熄滅；設(shè)計并制作一支光電感應(yīng)畫筆，畫筆在 LED 點陣上隨意移動，系統(tǒng)能實時捕捉畫筆筆尖在 LED 點陣上的位置信息； LED 點陣能顯示出由畫筆描繪的圖案。 根據(jù)課題要求， LED 點陣光筆由主控模塊，按鍵電路、 LED 點陣模塊、光筆電路及 LED 點陣驅(qū)動顯示等部分組成?！?LED點陣光筆”檢測精度要求高且數(shù)據(jù)存儲容量大，選擇適合的控制模塊，能確保其快速實現(xiàn)穩(wěn)定及達到系統(tǒng)要求的基本條件。 時 鐘頻率為 72MHz， 是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品 。所以我們選擇 STM32 為核心控制芯片。我們采用核心部件為光敏三極管制成的光筆檢測系統(tǒng)。其靈敏度高，響應(yīng)時間快。 點陣設(shè)計 將點陣的驅(qū)動電源分為兩路，一路為正常電壓，可以正常顯示；另一路通過硬件電路調(diào)節(jié)恰好能使點陣處于微亮狀態(tài)。這樣節(jié)省了資源的同時，也節(jié)約了時間。 LCD 有明顯的優(yōu)點：微功耗、尺寸小，超薄輕巧、顯示信息量大、字跡清晰、美觀、視覺舒適。采用 1602A 液晶顯示器，焊接電路時較為方便。 系統(tǒng)作用 本設(shè)計的主要作用是通過 STM32 來控制點陣和光筆，實現(xiàn)手寫輸入的功能。其中軟件部分通過 C語言編譯，硬件部分由 STM3 74HC15 74LS27 32X32 的 LED 點陣、三極管、 LCD160獨立按鍵等完 成。 9 第三章 系統(tǒng)設(shè)計語言及開發(fā)環(huán)境 C 語言概述 語言的發(fā)展過程 Ｃ語言是在 70 年代初問世的。T)貝爾實驗室正式發(fā)表了Ｃ語言。通常簡稱為《 Kamp。R》標準。R》中并沒有定義一個完整的標準 C 語言，后來由美國國家標準協(xié)會（ American National Standards Institute）在此基礎(chǔ)上制定了一個 C 語言標準，于一九八三年發(fā)表。 語言的特點 C 語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。運算符豐富，共有 34 種。因此有人把它稱為中級語言。與匯編語言相比，用C 語言寫的程序可移植性好。 開發(fā)環(huán)境介紹 uVision 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片 機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) c 語言的語法來開發(fā)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用 ,而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期 ,他還能嵌入?yún)R編，可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達到接近于匯編的工作效率。 uVision 的編輯器跟大家經(jīng)常使用的 VC或 VC++等開發(fā)環(huán)境類似，支持語法檢查、代碼編寫及調(diào)試等，支持匯編和 C 語言混合編程，編譯器可實現(xiàn)對 C51， stm32 等單片機的所有片上資源進行操作，支持三字 10 節(jié)的通用指針和特殊功能指針。其開發(fā)界面如圖表 3 所示。 關(guān)于 STM32 本課題的所有程序都是在 STM32 的基礎(chǔ)上編寫的，所以下面詳細介紹下 STM32的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及所用到的寄存器。通過內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器提供所需的 電源。如圖表 4 所示 12 圖表 4 電源框圖 低功耗 在系統(tǒng)或電源復(fù)位以后，微控制器處于運行狀態(tài)。 當(dāng) CPU不需繼續(xù)運行時，可以利用多個低功耗模式來節(jié)省功耗，例如等待某個外部事件時。 STM32F10xxx 有三中低功耗模式： 睡眠模式 (Cortex?M3 內(nèi)核停止，外設(shè)仍在運行 ) 停止模式 (所有的時鐘都以停止 ) 待機模式 ( 電源關(guān)閉 ) 此外，在運行模式下，可以通過以下方式中的一種降低功耗： 降低系統(tǒng)時鐘 關(guān)閉 APB 和 AHB總線上未被使用的外設(shè)的時鐘 通用和復(fù)用 I/O 每個 GPI/O 端口有兩個 32 位配置 寄存器 (GPIOx_CRL， GPIOx_CRH)，兩個 32位數(shù)據(jù)寄存器 (GPIOx_IDR， GPIOx_ODR)，一個 32 位置位 /復(fù)位寄存器 (GPIOx_BSRR)，一個 13 16 位復(fù)位寄存器 (GPIOx_BRR)和一個 32 位鎖定寄存器 (GPIOx_LCKR)。 輸入浮空 輸入上拉 輸入下拉 模擬輸入 開漏輸出 推挽式輸出 推挽式復(fù)用功能 開漏復(fù)用功能 每個 I/O 端口位可以自由編程，然而 I/0端口寄存器必須按 32位字被訪問 (不允許半 字或字節(jié)訪問 )。圖表 5 給出了 I/O 端口位的基本結(jié)構(gòu) 圖表 5 I/0端口位的基本結(jié)構(gòu) 外部中斷 /事件控制器（ EXTI） 外部中斷 /事件控制器由 19個產(chǎn)生事件 /中斷要求的邊沿檢測器組成。每個輸入線都可以被獨立的屏蔽。 EXTI 控制器的主要特性如下： 每個中斷 /事件都有獨立的觸發(fā)和屏蔽 每個中斷線都有專用的狀態(tài)位 支持多達 19 個中斷 /事件請求 檢測脈沖寬度低于 APB2 時種寬度的外部信號 14 外部中斷 /事件控制器框圖如圖表 6 所示： 圖表 6外部中斷 /事件控制器框圖 如果要產(chǎn)生中斷，必須事先配置好并使能中斷線。當(dāng)外部中斷線上發(fā)生了需要的邊沿時，將產(chǎn)生一個中斷請求，對應(yīng)的掛起位也隨之被置 1。如果要為產(chǎn)生事件， 必須事先配置好并使能事件線。當(dāng)事件線上發(fā)生了需要的邊沿時，將產(chǎn)生一個事件請求脈沖，對應(yīng)的掛起位不被置 1。 通過下面的過程來配置 19 個線路做為中斷源： 配置 19 個中斷線的屏蔽位 (EXTI_IMR)。 配置那些控制映像到外部中斷控制器 (EXTI)的 NVIC 中斷通道的使能和屏蔽位，使得 19 個 中斷線中的請求可以被正確地響應(yīng)。 配置事件線的觸發(fā)選擇位 (EXTI_RTSR 和 EXTI_FTSR)。 設(shè)置軟件中斷寄存器的請求位 (EXTI_SWIER）。它適用于多種場合，包括測量輸入 信號的脈沖長度 (輸入捕獲 )或者產(chǎn)生輸出波形 (輸出比較和 PWM)。 定時器是完全獨立的，而且沒有互相共享任何資源，它們可以一起同步操作。 4 個獨立通道：輸入捕獲、輸出比較、 PWM生成 (邊緣或中間對齊模式 )、單脈沖模 16 式輸出。 ─輸入捕獲 ─輸出比較 ─支持針對定位的增量 (正交 )編碼器和霍爾傳感器電路 ─觸發(fā)輸入作為外部時鐘或者按周期的電流管理 可編程通用定時器的主要部分是一個 16 位計數(shù)器和與其相關(guān)的自動裝載寄存器。此計數(shù)器時鐘由預(yù)分頻器 分頻得到。時基單元包含：計數(shù)器寄存器 (TIMx_CNT)、預(yù)分頻器寄存器 (TIMx_PSC)、自動裝載寄存器 (TIMx_ARR)。 圖表 8 計數(shù)器時序圖 整體的系統(tǒng)流程圖 本實驗主要是通過四個按鍵來控制光筆在 32X32 點陣上的動作，包括點亮、筆畫擦除，連字多寫及休眠定時的設(shè)置。 具體代碼如下， /***********************************************/ //函數(shù)名 void Lsm（） // 功能 列掃描函數(shù)，實現(xiàn)點陣 32 的逐一點亮滅， // 保證每一次只點亮一只 LED /***********************************************/ void Lsm(void) { unsigned char j。 Sm_Row = 0。0xf0。 Dl_Bit。 //微亮輸出列 for(j = 0。j++) //掃描前 8列 { if(Bhzl) { Dl_Bit_Temp = S_Yle[Sm_Line+16][Clzl]amp。 } else { Dl_Bit_Temp = S_Yle[Sm_Line][Clzl]amp。 } if(0 ==Dl_Bit_Temp) { Gpioc_Ph = Gpioc_Ph|0xf00。 Gpioc_Ph = Gpioc_Phamp。 }