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控制/MCU
近年来,随着信息产业的高速发展,点阵LED 显示屏已广泛应用于金融行业、邮电行业、体育馆、广告业等各种广告发布和信息显示系统,成为信息传送的重要手段。本文介绍的LED 书写点阵屏,不但可以像普通显示屏一样作为信息输出设备,而且可以通过光笔直接在LED 显示屏上进行信息输入,普通的显示屏也具有"手写"的功能了。
1 硬件系统设计
本系统总体框图如图1 所示,由键盘与显示模块、光笔模块、LED 点阵屏模块、STM32 控制模块、电源模块五部分组成。
1. 1 核心控制模块
本系统以STM32F103VCT6 为控制核心。
STM32 是32 位微处理器,具有低功耗,中断延迟小,高性能等特点。STM32 处理器采用了指令预测和流水线技术,它的取指、译码和执行是同时进行的,分支预测给流水线提供连续的指令流,流水线可以不断地执行有效指令,因此STM32 的速度比8051 快得多; STM32 处理器内部集成锁相环可实现最大72MHZ 的工作频率,为实现高速的系统响应( 高速的扫描) 提供了基础; 其内置的两个看门狗定时器( 独立看门狗和窗口看门狗) 使系统更加稳定[1].STM32F103VCT6 有1 个12 位的us 级的A /D 转换器,9 个定时器,2 个I2C 接口,5个UART 接口,3 个SPI 接口,为以后的扩展提供了条件。
1. 2 光笔电路设计
人眼能分辨刷屏次数为24 次,根据经验本系统点阵屏的刷屏速度采用每秒70 次的经验刷屏次数,即70Hz,故要求光笔的反应速度大于70Hz.扫描方式是每一时刻只有一个点点亮,并且这个亮点朝一个方向移动,这时主控扫描的速度是1M.使用的点阵屏为32 ×32.当每秒刷屏次数超过24 次时才看不出点阵屏闪烁,在本系统中每秒刷屏68 次,所以光电器件所要达到的频率最小为68Hz,光电三极管( 3DU33) 灵敏度高,响应时间短,光敏三极管输出的脉冲经过74HC14 整形输出。光笔电路图如图2 所示:
4 结束语
本系统以STM32F103VCT6 作为控制核心,用74HC245、74HC595、74HC138、
74HC04 与4953 驱动32 × 32LED 点阵屏,用光笔来检测LED 点阵屏的扫描从而确定相应点的坐标,用触摸屏切换各个功能并显示当前的坐标和功能模式。经过功能测试表明本系统的硬件稳定,功能完善,采用C 语言编程实现了点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移、显示屏亮度的自动调节以及超时自动关屏等基本功能和发挥功能,还实现了"画圆"和"填充"创新功能。本系统以低廉的成本和逻辑性极强的程序实现LED 显示屏的"手写"功能,其功能还有很强的可扩展性,具有广泛的应用前景。
STM32单片机中文官网
意法半导体/ST/STM
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