文檔模板---分析設(shè)計報告教材

1、課程：計算機(jī)組成原理投影儀分析設(shè)計報告院系：安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院專業(yè)：計算機(jī)與軟件工程系班級：軟件2134班組長：賀結(jié)松組員： 程龍杰 李偉糠 何國慶 徐建峰 朱峰 錢晶時間： 2015年06月02號姓名職責(zé)程龍杰功能分析何國慶模塊軟件朱峰總體軟件目錄第一章 功能分析31.1 投影儀原理 功能要求31.1.1 投影機(jī)的基本原理. 41.2四大投影功能技術(shù)深度解析41.2.1 CRT投影機(jī)的原理、特點及功能分析51.2.2 LCD投影機(jī)的原理、特點及功能分析51.2.3 DLP投影機(jī)的原理、特點及功能分析.61.2.4 LCOS投影機(jī)的原理、特點及功能分析.7 1.3 投影儀的使用功能分析.8

2、1.3.1 適合小型化的單板投影儀.81.3.2 用特殊鏡片進(jìn)行分光.91.3.3 各種場合對投影儀的要求不同.9第二章 總體軟件102.1 主函數(shù)10第三章 模塊軟件163.1溫度不正常處理子程序模塊 .163.2 溫度不正常處理子程序模塊 .163.3 驅(qū)動焦距電機(jī)的子程序模塊 .18第一章 功能分析1.1 投影儀原理 功能要求·投影儀是一種用來放大顯示圖像的投影裝置。目前已經(jīng)應(yīng)用于會議室演示以及在家庭中通過連接DVD影碟機(jī)等設(shè)備在大屏幕上觀看電影。在電影院，也同樣已開始取代老電影膠片的數(shù)碼影院放映機(jī)，被用作面向硬盤數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的銀幕。說到投影儀顯示圖像的原理，基本上所有類型的投影儀

3、都一樣。投影儀先將光線照射到圖像顯示元件上來產(chǎn)生影像，然后通過鏡頭進(jìn)行投影。投影儀的圖像顯示元件包括利用透光產(chǎn)生圖像的透過型和利用反射光產(chǎn)生圖像的反射型。無論哪一種類型，都是將投影燈的光線分成紅、綠、藍(lán)三色，再產(chǎn)生各種顏色的圖像。因為元件本身只能進(jìn)行單色顯示，因此就要利用3枚元件分別生成3色成分。然后再通過棱鏡將這3色圖像合成為一個圖像，最后通過鏡頭投影到屏幕上。1.1.1 投影機(jī)的基本原理 使用圖像顯示元件，分別產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三色圖像，然后通過合成進(jìn)行投影。圖像顯示元件包括3類（見下圖）。其中采用液晶的有2類，分別是采用光透過型液晶的透過型液晶元件和采用可反射光的反射型液晶的元件。后一種元件

4、是DMD（數(shù)字微鏡元件），每個像素使用一個微鏡，通過改變反射光的方向來生成圖像。 1.2 四大投影功能技術(shù)深度解析 綜觀現(xiàn)在的投影機(jī)，從芯片的工作原理上無非就是CRT、LCD、DLP、LCOS這幾種。CRT作為一種技術(shù)最成熟的產(chǎn)品，其寬廣的色域是其它幾種投影機(jī)所無法媲美的！但其無法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)導(dǎo)致其價格昂貴、笨重的體積、煩瑣的調(diào)整使其擺脫不了“廉頗老亦”的結(jié)局。但優(yōu)異的顯示性能，使其還在高端領(lǐng)域應(yīng)用，這種投影機(jī)以SONY G90為代表，使其在航空、航海等領(lǐng)域的模擬器中大顯身手。目前在商業(yè)及家用市場，基本上被LCD、DLP投影機(jī)這兩種投影機(jī)所瓜分。但LCOS投影機(jī)也呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)。1.2.1

5、CRT投影機(jī)的原理、特點及功能分析 CRT投影機(jī)又名三槍投影機(jī)，它主要是由三個CRT管組成。CRT(Cathode Ray Tube)是陰極射線管，主要是由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈及管屏組成。為了使CRT管在屏幕上顯示圖像信息，CRT投影機(jī)把輸入的信號源分解到R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三個CRT管的熒光屏上，熒光粉在高壓作用下發(fā)光，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)放大和會聚，在大屏幕上顯示出彩色圖像。1.2.2 LCD投影機(jī)的原理、特點及功能分析 液晶顯示技術(shù)利用了液晶的光電效應(yīng)。液晶的光電效應(yīng)是指液晶分子的某一排列狀態(tài)由于外加電場而改變液晶單元的透光率或反射率。LCD投影機(jī)利用金屬鹵素?zé)艋騏HP（冷光源）提供外光源，

6、將液晶板作為光的控制層，通過控制系統(tǒng)產(chǎn)生的電信號控制相應(yīng)像素的液晶，液晶透明度的變化控制了通過液晶的光的強(qiáng)度，產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的信號，顯示輸出圖像，屬于被動式投影方式。1.2.3 DLP投影機(jī)的原理、特點及功能分析 DLP技術(shù)專利為美國德州儀器（TI）公司擁有，目前DMD芯片、DMD控制器等核心部件還是由TI獨家提供。經(jīng)過幾年的發(fā)展，目前DLP技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域在逐步擴(kuò)張，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及數(shù)字電影、大屏幕拼接顯示、前投式投影機(jī)一直到背投電視等大屏幕顯示的方方面面。DLP技術(shù)的優(yōu)點有：DLP技術(shù)以反射式DMD為基礎(chǔ)，是一種純數(shù)字的顯示方式，圖像中的每一個像素點都是由數(shù)字式控制的3原色生成，每

7、種顏色有8位到10位的灰度等級，DLP技術(shù)的這種數(shù)字特性可以獲得精確數(shù)字灰度等級以及顏色再現(xiàn)。與透射式液晶顯示LCD技術(shù)相比，投射出來的畫面更加細(xì)膩；不需要偏振光，在光效率的應(yīng)用上較高；此外，DLP技術(shù)投影產(chǎn)品投射影像的像素間距很小，形成幾乎可以無縫的畫面圖像。正是基于以上原因，DLP投影機(jī)產(chǎn)品一般對比度都比較高，黑白圖像清晰銳利，暗部層次豐富，細(xì)節(jié)表現(xiàn)豐富；在表現(xiàn)計算機(jī)信號黑白文本時畫面精確、色彩純正，邊緣輪廓清晰。根據(jù)DLP投影機(jī)中包含的DMD數(shù)字微鏡的片數(shù)，人們又將投影機(jī)分為單片DLP投影機(jī)，兩片DLP投影機(jī)和三片DLP投影機(jī)。目前市場上出現(xiàn)的DLP投影機(jī)，有許多都屬于單片機(jī)，這種單片D

8、LP投影機(jī)主要適用在各種便攜式投影產(chǎn)品中，這種投影機(jī)的整個機(jī)身一般小于A4紙張的面積，專為流動行政人員而設(shè)計，外殼一般是典雅優(yōu)美的鎂合金外殼，不要看這種單片DLP投影機(jī)的體積小巧，但它的功能可強(qiáng)大的很呢，清晰度高、畫面均勻，色彩銳利，有了這種投影機(jī)，大家要工作時，可以隨時把它塞進(jìn)公文包里，馬上出發(fā)，直接給客戶展示色彩絢麗、畫面清晰的效果。兩片DLP投影機(jī)與單片DLP投影機(jī)相比，多使用了一片DMD芯片，其中一片單獨控制紅色光，另一片控制藍(lán)、綠色光的反射，與單片DLP投影機(jī)相同的，使用了高速旋轉(zhuǎn)的色輪來產(chǎn)生全彩色的投影圖像，它主要應(yīng)用于大型的顯示墻，適用于一些大型的娛樂場合和需要大面積顯示屏幕的用

9、戶。三片DLP投影機(jī)，三片DMD芯片分別反射三原色中的一種顏色，已經(jīng)不需要再使用色輪來濾光了；使用三片DMD芯片制造的投影機(jī)亮度最高可達(dá)到12000ANSI流明，它拋棄了傳統(tǒng)意義上的會聚，可隨意變焦，調(diào)整十分便利；只是分辨率不高，不經(jīng)壓縮分辨率只能達(dá)到1280×1024這樣的標(biāo)準(zhǔn)，它常常用于對亮度要求非常高的特殊場合下。1.2.4 LCOS投影機(jī)的原理、特點及功能分析 LCOS（Liquid Crystal On Silicon，硅上液晶或片上液晶）投影機(jī)的基本原理與LCD投影機(jī)相似，只是LCOS投影機(jī)是利用LCOS面板來調(diào)變由光源發(fā)射出來欲投影至屏幕的光信號。LCOS面板是以CMO

10、S芯片為電路基板及反射層，液晶被注入于CMOS集成電路芯片和透明玻璃基板之間，CMOS芯片被磨平拋光后當(dāng)作反射鏡，光線透過玻璃基板和液晶材料，經(jīng)調(diào)光后從芯片表面反射出來。與LCD投影機(jī)最大的不同是LCD投影機(jī)是利用光源穿過LCD作調(diào)變，屬于穿透式，而LCOS投影機(jī)中是利用反射的架構(gòu)，所以光源發(fā)射出來的光并不會穿透LCOS面板，屬于反射式。采用LCOS技術(shù)的投影機(jī)通常都采用三片LCOS面板。LCOS面板是以CMOS芯片為電路基板，無法讓光線直接穿過，因此在LCOS投影機(jī)系統(tǒng)中，LCOS面板前均多加了PBS（Polarization Beam Spliter，偏極化分光鏡），將入射LCOS面板的光

11、束與反射后的光束分開。除了PBS以外，LCOS投影機(jī)的主要結(jié)構(gòu)在導(dǎo)光及分光合光部分的設(shè)計與LCD投影機(jī)大同小異。1.3 投影儀的使用功能分析 1.3.1 適合小型化的單板投影儀 投影儀使用的元件有3類，而實際采用這些元件的產(chǎn)品則分為如下4類：（1）只使用1枚DMD的單板式DLP投影儀、（2）使用3枚透過型液晶的液晶投影儀、（3）使用3枚DMD的3板式DLP投影儀和（4）使用3枚反射型液晶元件的液晶投影儀。從顯示紅、綠、藍(lán)三色圖像的投影儀原理看，基本上都是3板式。然而像DMD一樣圖像顯示性能較高的元件有1枚即可構(gòu)成投影儀。DMD的單枚價格較高，也是采用單板式設(shè)計的原因之一。使用DMD的DLP投影

12、儀除部分大型產(chǎn)品外基本上都是單板式。單板式DLP投影儀并不預(yù)先分離光線，而是通過由紅、綠、藍(lán)三色構(gòu)成一種光線的彩色濾色器，按順序切換三種顏色（見圖6）。彩色濾色器每秒旋轉(zhuǎn)60180次。通過彩色濾色器的光線照射到DMD上。DMD高速連續(xù)顯示三色圖像，照射紅色光時顯示紅色成分的圖像，照射綠色光時顯示綠色成分的圖像。被DMD反射的三色圖像通過鏡頭進(jìn)行投影。單板式DLP投影儀由于對比度高、響應(yīng)速度快，因此適合于家庭影院等視頻顯示領(lǐng)域。而且光學(xué)系統(tǒng)不需太大，因此設(shè)計小巧、重量輕，且便攜性強(qiáng)，因此還適合于與電腦一起攜帶使用。不過，也有人指出單板式DLP投影儀使用彩色濾色器連續(xù)顯示三色圖像也產(chǎn)生了相應(yīng)的缺點

13、。這就是高速的圖像顯示而導(dǎo)致顏色分離的“彩虹現(xiàn)象”。有人指出顏色分離會“覺得晃眼睛”。面向家庭影院的產(chǎn)品通過提高彩色濾色器的旋轉(zhuǎn)速度，并將濾色器分為6個，或除三色外再加上白色等方法減輕了這種分色現(xiàn)象。1.3.2 用特殊鏡片進(jìn)行分光 采用投影儀基本結(jié)構(gòu)即3板式的投影儀包括如下3類：（1）普及型即采用透過型液晶的產(chǎn)品、（2）采用DMD的高價產(chǎn)品和采用反射型液晶元件的高價產(chǎn)品。下面以液晶投影儀為例介紹一下此類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)（圖7，點擊放大）。首先要將對身體有害的紫外線和影響到溫度的紅外線從投影燈發(fā)出的光線中去除掉。然后根據(jù)波長將光分離成紅、綠、藍(lán)3色。分離光線時采用一種名為“分色鏡”的特殊鏡片。分色鏡具

14、有只讓特定波長的光通過而反射其他光線、或者只反射特定光而讓剩余光線通過的特性。先分離紅色，接著分離綠色，最后剩下的就是藍(lán)色光。有的產(chǎn)品則按藍(lán)、綠、紅的順序進(jìn)行分離。由圖像元件生成3色圖像，然后利用棱鏡將這些光進(jìn)行合成。為了形成自然色，按紅3、綠6、藍(lán)1的比例對光線進(jìn)行合成。1.3.3 各種場合對投影儀的要求不同 會議室使用和家庭使用的要求不同投影儀根據(jù)元件種類及采用的元件數(shù)量不同，特點也各不相同。不過，實際產(chǎn)品除元件外還根據(jù)用途進(jìn)行了調(diào)整。投影儀的用途大體分為3個方面。首先是會議室等場合使用的演示用途，第二個是在家庭中觀看電影的家庭影院用途，第三個則是電影院等場合中放映數(shù)字電影的數(shù)碼放映機(jī)。在

15、產(chǎn)品數(shù)量最多的演示和家庭影院方面，12萬60萬日元左右的小型產(chǎn)品已經(jīng)廣泛使用。此類產(chǎn)品的銷量方面，采用透過型液晶元件的約為8成，采用DMD的約為2成。在會議室和各類活動中，電影院使用的是采用3枚DMD的DLP投影儀和采用反射型液晶元件的投影儀。是否重視亮度，是否重視對比度及色彩表現(xiàn)效果，因不同的用途而異。演示用投影儀主要設(shè)想在會議室使用。在會議室，為了做記錄，周圍環(huán)境必須要達(dá)到一定的亮度。因此對投影儀有亮度要求。如果亮度達(dá)到1500ANSI流明到2000ANSI流明之間，即便周圍光線明亮，也可以進(jìn)行正常投影。而且由于需要顯示表格等細(xì)小文字，因此還要示具有較高的分辨率。最近大多都達(dá)到了與電腦顯示

16、器相同的XGA（1024×768像素）規(guī)格以上。另一方面，家庭影院方面，由于可以降低房間亮度，因此亮度要求較低。取而代之的是對比度能否能夠更深地表現(xiàn)黑色，能夠充分表現(xiàn)出對于表示肌膚非常重要的紅色。為了提高色彩表現(xiàn)效果，“通過改進(jìn)分光鏡的制造工藝，能夠充分表現(xiàn)出紅色和綠色效果”（三洋電機(jī)消費者企業(yè)集團(tuán)AV解決方案公司投影儀業(yè)務(wù)部商品規(guī)劃部商品規(guī)劃科科長杉村一人）。另外，使用反射型液晶元件的高價投影儀已經(jīng)開始采用光波分布接近自然光、色彩表現(xiàn)效果較好的佳能投影燈。第二章 總體軟件2.1主函數(shù)/*主 函 數(shù)*/void main(void)init();/上電時初始化 while(1)/無限

17、循環(huán) if(on_off)/若啟動標(biāo)志為1 if(!off_flag)start();off_flag=1;/ 若原來停機(jī)等待，則啟動check_tem=1;check_light=1;/ 溫度與光源檢測端置為輸入狀態(tài)if(!check_tem)&&(!check_light)/若光源與溫度正常 if(drv_flag)/若已啟動驅(qū)動板drv_mot();/調(diào)用驅(qū)動焦距電機(jī)的子程序，進(jìn)行調(diào)焦gled=0;rled=1;/正常工作過程，綠燈亮gled_flash=0;rled_flashf=0;rled_flashs=0;/ 綠燈慢閃標(biāo)志復(fù)位，/紅燈快、慢閃標(biāo)志復(fù)位out_lig

18、ht=0;/ 投影光源亮out_fan=0;/ 冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn) if(check_tem)fun_tem();/若溫度不正常，調(diào)用fun_tem()子程序處理if(check_light)fun_light();/若光源不正常，調(diào)用fun_light()子程序處理 else/否則啟動標(biāo)志為0，進(jìn)入關(guān)機(jī)或待機(jī)過程if(off_flag)/ 若關(guān)機(jī)標(biāo)志有效if(drv_flag)fun1();/若已啟動驅(qū)動板，進(jìn)入關(guān)機(jī)過程rled=0;gled=1;/ 正常待機(jī)過程out_light=1;/ 投影光源滅out_fan=1;/ 冷卻風(fēng)扇停轉(zhuǎn) /*初始化子函數(shù)*/void init()inc=1;dec=

19、1;m0=1;m1=1;/check_tem=1;check_light=1;P3_2=1;P3_3=1;init_timer1();IT0=1;IT1=1;/*=*/on_off=0;off_flag=0;drv_flag=0;off10s_flag=0;/*定時器1初始化*/void init_timer1()TMOD=0x11;TH0=-(48000/256);TL0=-(48000%256);IE=0x8f;TR1=1;/*定時器1中斷服務(wù)子函數(shù)*/void time1(void) interrupt 3 using 1 TH0=-(48000/256);/ 重裝定時初值TL0=-(4

20、8000%256);/*-*/if(gled_flash)/ 若綠燈慢閃標(biāo)志有效cnt+;/開始計數(shù)if(cnt>=10)gled=!gled;cnt=0;/ 每0.5秒綠燈閃動一次/*-*/if(rled_flashs)/ 若紅燈慢閃標(biāo)志有效cnt+;if(cnt>=10)rled=!rled;cnt=0; / 每0.5秒紅燈閃動一次/*-*/if(rled_flashf)/ 若紅燈快閃標(biāo)志有效cnt+;if(cnt>=2)rled=!rled;cnt=0; / 每0.1秒紅燈閃動一次/*-*/if(time3m) / 若3分啟動標(biāo)志有效counter+;/開始計數(shù)if(c

21、ounter>=2510)over3m=1;counter=0;/3分到，則3分溢出標(biāo)志置位/*-*/if(time30s) / 若30秒啟動標(biāo)志有效counter+;/開始計數(shù)if(counter>=400)over30s=1;counter=0; /30秒到，則30秒溢出標(biāo)志置位/*-*/if(off10s_flag) / 若10秒關(guān)機(jī)標(biāo)志有效counter+;/開始計數(shù)if(counter>=130)off10s_flag=0;key_flag=1;counter=0; /若10秒內(nèi)無第二次關(guān)機(jī)按鍵動作，則鍵計數(shù)器置1，繼續(xù)保持開機(jī)工作/*外中斷0服務(wù)子函數(shù)*/void

22、 zd_int0() interrupt 0 using 2/遙控控制開/關(guān)機(jī)on_off=!on_off;/開/關(guān)機(jī)標(biāo)志取反，"1"開，"0"關(guān)/*外中斷1服務(wù)子函數(shù)*/void zd_int1() interrupt 2 using 3/手動控制開/關(guān)機(jī)delay(5);/ 延時5mS再判if(P3_3=0)key_flag+;/若鍵依舊按下，鍵計數(shù)器遞加if(key_flag=1)on_off=1;off10s_flag=0;/ 鍵計數(shù)器為1，則開機(jī)if(key_flag>=3)key_flag=0;/ 鍵計數(shù)器的范圍為0-2，即0-20秒有

23、效if(key_flag=0)on_off=0;off10s_flag=0; / 鍵計數(shù)器為0，則關(guān)機(jī)等待if(key_flag=2)off10s_flag=1;/ 鍵計數(shù)器為2，進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)/*機(jī)器已工作情況下，10秒內(nèi)連按二次關(guān)機(jī)鍵，鍵計數(shù)器為2，進(jìn)入關(guān)機(jī)。否則，10秒一到，鍵計數(shù)器又置1繼續(xù)進(jìn)入工作。因為電腦認(rèn)為可能有人不慎碰到關(guān)機(jī)鍵*/while(P3_3=0)/ 等待釋放鍵后退出中斷子函數(shù)delay(5);if(P3_3=1)break;/*延時k*1mS子函數(shù)*/void delay(uint k)uint i,j;for(i=0;i<k;i+)for(j=0;j<12

24、1;j+);/*啟動子函數(shù)*/void start() gled_flash=0;rled_flashf=0;rled_flashs=0;/ 復(fù)位相關(guān)標(biāo)志gled=0;rled=1;/ 綠燈亮 out_light=0;/ 點亮投影燈光源 out_fan=0;/ 冷卻風(fēng)扇啟動 time30s=1;/30秒標(biāo)志置位EX0=0;EX1=0;/ 開放INT0、INT1中斷 while(!over30s);/ 等延時30秒 time30s=0;/ 相關(guān)標(biāo)志復(fù)位 over30s=0; if(!check_light)/ 若光源檢測端為低電平，即光源正常發(fā)光if(!drv_flag)drv();drv_fl

25、ag=1;/ 若驅(qū)動板啟動標(biāo)志為"0" （尚未啟動），/調(diào)用觸發(fā)子函數(shù)EX0=1;EX1=1;/ 關(guān)閉外中斷/*產(chǎn)生觸發(fā)驅(qū)動板的負(fù)脈沖子函數(shù)*/void drv()/ 產(chǎn)生1mS的負(fù)脈沖out_drv=1; out_drv=0;delay(1);out_drv=1;第三章 模塊軟件3.1光源不正常處理子程序模塊/*光源不正常處理子函數(shù)*/void fun_light()if(drv_flag)drv();drv_flag=0;out_fan=0;out_light=1;gled=1;rled_flashf=0;rled_flashs=1;over3m=0;time3m=1;

26、EX0=0;EX1=0;while(!over3m)out_light=1;out_fan=0;EX0=1;EX1=1;time3m=0;over3m=0;on_off=0;while(!on_off)out_fan=1;out_light=1;gled=1;off_flag=0;key_flag=0;rled_flashf=0;rled_flashs=1;gled_flash=0;off10s_flag=0;if(on_off)rled_flashs=0;break;3.2溫度不正常處理子程序模塊/*溫度不正常處理*/void fun_tem()if(drv_flag)drv();drv_flag=0;out_fan=0;out_light=1;gled=1;rl