基于STC89C58單片機(jī)LED點(diǎn)陣書寫顯示屏的解決方案

在本系統(tǒng)中，光筆是一個(gè)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，為了更好的穩(wěn)定工作，必須添加適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施。在信號(hào)傳輸方面采用屏蔽軟同軸銅線，在紅外光電三極管外圍套加黑色熱縮管，紅外光電三極管比單個(gè)LED燈的直徑小，以確保少受外界紅外線的干擾。

2.3 LED雙色點(diǎn)陣顯示與驅(qū)動(dòng)電路

LED雙色(紅、綠)點(diǎn)陣的型號(hào)有很多，其中最為常用的有4×4，8×8，16×16式模塊，本設(shè)計(jì)需要一個(gè)32×32的雙色顯示，其顯示亮度、體積由設(shè)計(jì)者自行定義?？紤]到采購(gòu)的因素，選擇由16塊8×8雙色點(diǎn)陣模塊組成32×32點(diǎn)陣顯示屏，利用由74HC154和74HC595芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示，由串行口工作在模式0(速度快)將顯示信息快速送入74HC595。

LED是一個(gè)非線性元器件，當(dāng)它兩端的電壓達(dá)到一定的值后，通過(guò)它本身的電流會(huì)急劇上升。考慮32×32點(diǎn)陣式由1 024個(gè)發(fā)光二極管組成，當(dāng)它們同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r的電流很大，必須考慮電源供電能力。一般LED的電流值為5～20 mA，取最大值20 mA，同時(shí)點(diǎn)亮兩行，有：I=20×64= 1 280mA。

2.4 外界光照檢測(cè)電路

外界光照檢測(cè)電路如圖4所示。電路采用光敏電阻RP串聯(lián)一個(gè)固定電阻R9，將光照變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，此電壓信號(hào)通過(guò)芯片AD833進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)后，由5腳送入單片機(jī)處理，以控制亮度的調(diào)節(jié)。

根據(jù)分壓原理，有：

可見(jiàn)選擇不同的R9的阻值可改變Vin的大小，使輸入信號(hào)在合適的范圍之內(nèi)。光敏電阻RP隨光照變化的阻值變化為3～4 kΩ，由上式可計(jì)算出R9為3～4 kΩ，取R9=4 kΩ。

2.5 超時(shí)低功耗設(shè)計(jì)

超時(shí)低功耗設(shè)計(jì)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，利用按鍵設(shè)定時(shí)間常數(shù)，當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)光筆未接觸顯示屏或按鍵未按下時(shí)關(guān)閉所有顯示，使系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，減少電能消耗，當(dāng)有按鍵按下時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件采用C語(yǔ)言編程，軟件在KeilμV3編程環(huán)境中編寫和調(diào)試。為了編寫和調(diào)試的方便，程序使用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)按鍵、光筆掃描、LED點(diǎn)陣顯示、LCD液晶顯示、亮度調(diào)節(jié)等功能分別設(shè)計(jì)程序，大大簡(jiǎn)化了程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作，節(jié)省設(shè)計(jì)周期。

系統(tǒng)主程序流程圖如圖5所示。主程序開(kāi)始對(duì)內(nèi)部功能寄存器、端口、液晶顯示模塊等初始化，然后在主循環(huán)中進(jìn)行光筆位置掃描、LED顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)更新、LED點(diǎn)陣輸出、液晶模塊輸出、可見(jiàn)光亮度檢測(cè)、低功耗判斷等功能。在定時(shí)器中斷子程序中進(jìn)行按鍵掃描，完成顯示模式的識(shí)別，相應(yīng)的顯示模式信息和光標(biāo)坐標(biāo)在液晶模塊上顯示。