本系統(tǒng)設(shè)計包括三大部分

1、木系統(tǒng)設(shè)計包括三大部分:p1c16f877a單片機(jī)主控器、光筆控制器、點(diǎn)陣顯示屏。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。74hc505 h企動廠點(diǎn)陣檢塊ledmci榨初a74ikim 弭!wj圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖p1c系列單片機(jī)是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具冇與8051兼容的微控制器內(nèi)核，與mcs-51指 令集完全兼容。其內(nèi)部還集成了數(shù)據(jù)釆集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)及功能部件，并包 括a/d和d/a模塊，執(zhí)行速度快，功能強(qiáng)大。光筆選用光敏電阻作為感應(yīng)器件，根據(jù)光敏電阻的光電特性，光敏電阻兩瑞電壓因光電阻的變化而變 化。電壓值經(jīng)電壓比較器口!邊比較后可輸出高/低電平。光電特性非線性易調(diào)節(jié)，且靈敏

2、度較好。led與數(shù)碼管同步使用，led用于功能指示燈，數(shù)碼管用于32x32點(diǎn)陣led模塊書寫顯示屏當(dāng)前光筆 所在的行/列坐標(biāo)值。分析與計算(1) 光筆選取與參數(shù)設(shè)計點(diǎn)陣用微亮的光進(jìn)行掃描，光筆用來感應(yīng)。當(dāng)光筆感應(yīng)到光時，通過程序可獲當(dāng)前點(diǎn)陣光對應(yīng)的坐標(biāo) 值。從而做出相對應(yīng)的處理。光筆起著關(guān)鍵作用，其感應(yīng)器件是光敏電阻。光敬電阻的光電特性如圖2所1町(說)圖2光敏電阻光電特性光敏電阻安裝在光筆筆頭，用丁感應(yīng)點(diǎn)陣打描光。光筆電路圖如圖3所示。電路經(jīng)過放人器im32/1進(jìn) 行正相輸入/反相輸入電壓比較，輸出高低電位。經(jīng)測量可知,在光照條件下,lm324輸出端為ov （rbo）, 光敏電阻兩端電壓為0

3、v；無光時，光敏電阻兩端電壓為2. 8v, lm324輸出端為高電位。由分壓公式可得出 rp阻值為7360q o當(dāng)光筆接收到不同光線時，只需調(diào)節(jié)電位器，光筆正常工作。所以，在不同環(huán)境下，只 需調(diào)節(jié)電位器，點(diǎn)陣顯示屏一樣正常工作。圖3光筆電路圖點(diǎn)陣屏驅(qū)動參數(shù)設(shè)計無現(xiàn)成的32x32點(diǎn)陣led模塊，因此采用16塊8x8點(diǎn)陣拼成32x32點(diǎn)陣。但 這樣占用單片機(jī)i/o過多，必須對其進(jìn)行擴(kuò)展。點(diǎn)陣工作電壓在1.5v、2.2v左右，驅(qū)動電流較大。（2）屏亮自動調(diào)節(jié)設(shè)計屏呢自動調(diào)節(jié)設(shè)計采用光敏電阻和in317 （二端可調(diào)正電壓穩(wěn)壓器）實(shí)現(xiàn)屏亮自動調(diào)節(jié)。山光敏電阻 光電特性原理可知，光敏電阻在不同光線照射下，

4、阻值不一樣。根據(jù)此原理，光敏電阻與lm317可調(diào)電阻 并聯(lián)。當(dāng)光線不一樣吋，in317輸出不一樣的電壓阻值。屏亮自動調(diào)節(jié)電路如圖4所示。圖4 lid屏亮度口動調(diào)節(jié)屯路lm317輸出電壓計算，vout由調(diào)節(jié)端的總電阻r和電流i共同決定。其輸出屯壓計算公式為:“這里通過改變電阻而改變電壓。心-1.25“i4務(wù)） 4佩（3）超時關(guān)顯示節(jié)電設(shè)計當(dāng)光筆長時間（l'5niin時間可由控制器輸入設(shè)定）未接觸顯示屏，能口動關(guān)閉顯示并進(jìn)入休眠狀態(tài)。 進(jìn)入休眠狀態(tài)由程序控制，單片機(jī)進(jìn)入休眠后，消耗電流在2ma以電路設(shè)計（1）點(diǎn)陣顯示屏電路設(shè)計32x32點(diǎn)陣led顯示屏共有32個端口,如不驅(qū)動點(diǎn)陣，占用單片

5、機(jī)i/o過多。這里采用74hc595 （八 外設(shè)驅(qū)動陣列）、uln2803a （8位串行輸入/輸出移位寄存器）點(diǎn)陣行驅(qū)動和74iic154、7404點(diǎn)陣列驅(qū)動。 共同完成32x32點(diǎn)陣led顯示屏驅(qū)動。顯示屏行驅(qū)動電路如圖5所示、列驅(qū)動電路圖如圖6所示。僅僅用 到8個i/o 口，點(diǎn)用資源少，易控制并且顯示效果很好。圖5顯示屏行驅(qū)動電路圖lk£i>_aa0bc0el-hx-1a 厲e21574u47uri5i圖6顯示屏列驅(qū)動電路圖（2）坐標(biāo)顯示電路設(shè)計根據(jù)題目要求，在“點(diǎn)亮”功能下，光筆接融到顯示屏某點(diǎn)時，控制板同步顯示該點(diǎn)的坐標(biāo)值。坐值 標(biāo)為數(shù)字，所以可采用四個數(shù)碼管作為顯示器件。采用7仏s164擴(kuò)展單片機(jī)i/o 口,其電路如圖7所示。 共有四套這樣的電路，其中兩套用于x軸顯示，另外兩套用于y軸顯示。圖7坐標(biāo)顯示電路軟件設(shè)計該系統(tǒng)對軟件設(shè)計耍求高，大部分功能只能由軟件完成。因程序量大，時間冇限，采用c語言編程， 這樣就人人捉高了程序移值性問題，提高了編程效率。編程關(guān)鍵點(diǎn)在丁微亮掃描少捕捉儲存，如圖8所示。1jweeqdft 庫圖8擔(dān)描與儲存部分流程圖總結(jié)木文所設(shè)計的32x32點(diǎn)陣led模塊書寫顯