【正文】 ................................ 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(guò)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。本系統(tǒng)以STM32 為核心，通過(guò) STM32 的控制，使 LED 點(diǎn)陣能逐點(diǎn)高速程控點(diǎn)亮熄滅。 本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)包括：光筆的設(shè)計(jì)、 32 32 LED 點(diǎn)陣的連接、 32 32 LED 點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)控制電路、顯示電路部分功能及原理、鍵盤的使用及設(shè)計(jì)等。 關(guān)鍵詞： LED 點(diǎn)陣 光筆 STM32 74HC154 5 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(shí)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(wú)法識(shí)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(diǎn)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?yàn)閺V告業(yè)，它的出現(xiàn)為廣告產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一種新的視覺(jué)沖擊，廣告業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)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(jìn)入了人們的“視線”，所謂誰(shuí)把握先機(jī)誰(shuí)就離成功越近，這就突出了廣告的實(shí)時(shí)性。 為了解決 LED 顯示屏中內(nèi)容修改不便的問(wèn)題，就需要設(shè)計(jì)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(jué)沖擊也是相當(dāng)?shù)恼鸷场? 手寫識(shí)別技術(shù)是指通過(guò)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(jì)算機(jī)。 手寫漢字識(shí)別技術(shù)發(fā)展 至今，無(wú)論在識(shí)別率（幾個(gè)大廠商幾乎都可以達(dá)到 98%以上）還是識(shí)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(shí)際應(yīng)用的要求。 課題設(shè)計(jì)的思路簡(jiǎn)介 LED 點(diǎn)陣可以實(shí)現(xiàn)掃描微亮和顯示點(diǎn)亮，用 STM32 控制，使 LED 點(diǎn)陣能逐點(diǎn)高速程控點(diǎn)亮熄滅，即工作在人眼不易察覺(jué)的掃描微亮情況下。運(yùn)算之后 點(diǎn)亮位置坐標(biāo)處的 LED，即實(shí)現(xiàn)了書寫功能。在設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用了 416 線譯碼器 74HC154 和鎖存器 74LS273 來(lái)控制點(diǎn)陣的行和列，通過(guò) STM32 的控制實(shí)現(xiàn)書寫顯示功 7 能。通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同的功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖表 1 所示 圖表 1 LED點(diǎn)陣光筆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 8 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要由軟件部分和硬件部分構(gòu)成。系統(tǒng)框圖如 圖表 2 所示 圖表 2 系統(tǒng)框圖 各模塊的設(shè)計(jì) 核心控制模塊的設(shè)計(jì) 核心控制模塊是系統(tǒng)的大腦，控 制著系統(tǒng)的所有輸入輸出、計(jì)算、判斷與決策。 STM32 系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的 ARM CortexM3 內(nèi)核。內(nèi)置 32K 到 128K 的閃存 ，運(yùn)行速度快、低功耗（在 72MHz 時(shí)消耗 36mA(所有外設(shè)處于工作狀態(tài) )，待機(jī)時(shí)下降到 2 uA）、高集成度（集成了復(fù)位電路、低電壓檢測(cè)、調(diào)壓器、精確的 RC 振蕩器等），功能和性能 都要比 51 系列強(qiáng)大很多。 9 光筆設(shè)計(jì) 光筆設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是選擇合適的傳感器件，只有具有很高的靈敏度和一定的響應(yīng)時(shí)間的傳感器才能完成系統(tǒng)的要求及功能。光敏電阻是將光能轉(zhuǎn)換為電能的一種傳感器件，它是構(gòu)成光電式傳感器的主要部件。 方案二：采用光敏二極管，與光敏電阻相比有較好的高頻特性，具有一定的可靠性，功耗低 .相比于光敏電阻而言靈敏度較差，需要較高 倍數(shù)的放大器才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別的效果。但光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外，還有對(duì)電信號(hào)放大的功能。 基于以上分析，我們采用光敏三極管作為光筆的檢測(cè)部件。 將點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)成兩種狀態(tài)，一種為正常電壓，可以正常顯示；另一種通過(guò)硬件電 路調(diào)節(jié)恰好能使點(diǎn)陣處于微亮狀態(tài)。這樣節(jié)省了資源的同時(shí)，也節(jié)約了時(shí)間。 LCD 有明顯的優(yōu)點(diǎn)：微功耗、尺寸小，超薄輕巧、顯示信息量大、字跡清晰、美觀、視覺(jué)舒適。采用 1602A 液晶顯示器，焊接電路時(shí)較為方便。獨(dú)立式鍵盤，簡(jiǎn)單，使用方便。 系統(tǒng)作用 本設(shè)計(jì)的主要作用是通過(guò) STM32 來(lái)控制點(diǎn)陣和光筆，實(shí)現(xiàn)手寫輸入的功能。其中軟件部分通過(guò) C 語(yǔ)言在 Keil uVision4 中 編譯完成，硬件部分由 STM3 74HC15 74LS27 LED 點(diǎn)陣、光敏三極管、 10 LCD 液晶顯示屏和獨(dú)立按鍵等部分完成。 11 第三章 STM32 系統(tǒng) STM32概述 STM32 系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的 ARM CortexM3內(nèi)核。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到 72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為 36MHz，以 16 位產(chǎn)品的價(jià)格得到比 16 位產(chǎn)品大幅提升的性能，是 16 位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。時(shí)鐘頻率 72MHz 時(shí)，從閃存執(zhí)行 代碼， STM32 功耗 36mA，是 32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于 。要利用 STM32設(shè)計(jì)點(diǎn)陣光筆，首先，要求具有一定的硬件基礎(chǔ)知識(shí)；其次，要求具有一定的軟件設(shè)計(jì)能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)出所需要的程序；再次，要具有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。其主要特點(diǎn)有： ARM 32 位的 Cortex M3 CPU 最高 72MHZ 工作頻率，在存儲(chǔ)器的 0 的等待周期訪問(wèn)時(shí)可達(dá) 、MHZ（ ） 單周期乘法和硬件除法 從 64K 或者 128K 字節(jié)的閃存程序存儲(chǔ)器 高達(dá) 20K 字節(jié)的 SRAM 、復(fù)位和電源管理 供電和 I/O 引腳 上電 /斷電復(fù)位（ POR/PDR）、可編程電壓監(jiān)測(cè)器（ PVD） 416MHZ 晶振振蕩器 內(nèi)嵌經(jīng)出廠調(diào)教的 8MHZ 的 RC 振蕩器 內(nèi)嵌帶校準(zhǔn)的 40KMZ 的 RC 振蕩器 產(chǎn)生 CPU 時(shí)鐘的 PLL 帶校準(zhǔn)的 32KMZ 的 RC 振蕩器 睡眠、停機(jī)和待機(jī)模式 12 Vbat 為 RTC 和后備寄存器供電 2 個(gè) 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 1us 轉(zhuǎn)換時(shí)間（多達(dá) 16 個(gè)輸入通道） 轉(zhuǎn)換范圍： 0 至 雙采樣和保持功能 溫度