报告-LED 点阵书写显示屏..doc

PAGE PAGE 17 LED点阵书写显示屏 【摘要】： LED点阵显示屏是由多个独立的LED发光二极管封装而成。LED点阵显示屏可以显示文字、数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等，显示屏内容随时可以更新，能够实时显示，并具有自动亮度调节功能。LED点阵显示屏采用单片机的普通I/O模拟SPI通信，静态显示控制。触摸屏选择了一款4线制电阻式触摸屏，控制器采用XPT2046，它能通过执行两次A/D转换查出被按的屏幕位置，并发还给单片机。报告给出了一种基于PIC16F877A单片机的32×32 点阵LED显示屏的设计方案，包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分C 【关键词】： PIC16F877A单片机； LED；电阻式触摸屏 第一章 设计任务与技术指标 1.1设计任务 设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏，在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。 1.2技术指标 （1）基本要求 1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。 2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮40点LED。 3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。 4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 (2)发挥部分 1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。 2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s内在屏上以“划亮”方式逐个写出四个汉字（总笔画数不大于30）且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮流显示。 3）在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移。先用光笔以“划亮”方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置。 4）当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度。 5）当光笔连续未接触屏面的时间超过1～5min时(此时间可由控制器设定)，能自动关闭屏上显示，并使整个系统进入休眠状态，此时系统工作电流应不大于5mA。 6）其他。 第二章 方案论证与比较 2.1方案论证（1）点阵显示屏部分 串行方式显示。这种方式可同时显示16个8×8点阵汉字的汉字、字符或数字。点阵显示屏每个单元由16个8×8点阵LED显示模块、行信号选择译码器8个74LS164、和组成，如图1所示。单元显示屏可以接收控制器(主控制电路板)或上一级显示单元模块传输下来的数据信息和命令信息，并可将这些数据信息和命令信息不经任何变化地再传送到下一级显示模块单元中，因此显示屏可扩展至更多的显示单元，用于显示更多的内容。此方案为点阵显示屏系统中比较常用的。 图1 串行方式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/显示 显示逻辑结构框图 （2）显示屏控制部分　　方案一：主从工作模式。采用主从单片机工作方式来控制整个系统。其中一个单片机用于控制LED点阵显示，另外一个单片机用于扩展键盘、串口与上位机通信、温度测量、时间读取等工作，此方案对硬件电路以及软件设计方面要求非常高，更涉及到主从单片机通信问题。 方案二：单机工作模式。采用一个单片机控制实现所有功能，其中包括LED点阵显示屏的刷新显示、模式设定、时间读取、温度检测，以及与上位机的通信等。只用一个单片机控制点阵显示屏可以使电路大大减化，软件设计方面也容易实现。本设计采用了这种方案。 （3）触摸屏部分 XPT2046是一种典型的逐次逼近型模数转换器（SAR ADC），包含了采样/保持、模数转换、串口数据 输出等功能。同时芯片集成有一个2.5V的内部参考电压源、温度检测电路，工作时使用外部时钟。XPT2046可以单电源供电，电源电压范围为2.7V～5.5V。参考电压值直接决定ADC的输入范围，参考电压可以使用内部参考电压，也可以从外部直接输入1V～VCC范围内的参考电压（要求外部参考电压源输出阻抗低）。X、Y、Z、VBAT、Temp和AUX模拟信号经过片内的控制寄存器选择后进入ADC，ADC可以配置为单端或差分模式。选择VBAT、Temp和AUX时应该配置为单端模式；作为触摸屏应用时，应该配置为差分模式，这可有效消除由于驱动开关的寄生电阻及外部的干扰带来的测量误差，提高转换精度。 图 2 XPT2046应用电路 第三章 系统硬件设计 3.1 系统总体设计 从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称