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LED 点阵书写显示屏 （H 题） LED 点阵书写显示屏 摘要：本LED 点阵书写显示屏是由AT89S52 控制，不停的扫描点阵，使LED 点阵 显示屏工作在人眼察觉不到的‘微亮“状态；当光笔传感器接触LED 点阵模块表 面时，通过光笔传感器检测LED 点阵显示屏上的“亮光”，将该信号放大转换为 数字量,判断有并储存该点的坐标，通过数码管显示该点的坐标值。显示屏通过 独立式键盘设定可以实现对LED 点阵“点亮”“划亮” “反显”“整屏察除”的 功能。(32×32 点阵LED 模块的PCB 板比较大，受条件的限制，且32×32 点阵 LED 模块是由4 块16×16 点阵LED 模块的叠加，所以本次设计采用16×16 点阵 LED 模块来实现本次设计) 关键词：AT89S52 16 ×16 点阵LED 模块， 光笔传感器 ，数码管，独立式按 键。 方案比较论证 整体方案的选择 方案1：首先，用 AT89C52 控制LED 点阵的扫描，用两片74ls154 控制行， 通过串行口接四篇移位寄存器74CH595 并行输出。这样就可以达到扫描点阵的作 用。但这样扫扫描是一点一点扫。完全扫描一次点阵的时间过长，这与要求 2 秒内能划过并点亮40 个LED 点相冲突。 方案2：首先，AT89C52 控制两片138 译码器。两片138 各接8 片74HC574， 与一个138 控制列。另一138 控制行。通过列扫描，行扫描。可知光笔触及的准 确坐标值。所以在扫描时间上比方案 1 的好。是我们设计的最佳方案,但受条件 的限制。只能选择方案3 方案3：与方案2 基本相同。只是在行列的芯片不同(74LS374 和74LS273).根据 现有的主控.我们通过反复的实验发现单独带动一块 16×16 的点阵其亮度最好. 没有很强的闪嗦,但与设计要求不符.如果用多个控制系统则会造成扫描时间过 长.造成光笔点上点阵反映时间不一.所以我们采用RS485 进行串行通讯,可以通 讯N 个子控制系统，所以我们能通过一个主控系统控制 3 个子系统来实现 32× 32 的点阵书写显示屏，但由于时间的原因我们只做了16×16 的点阵。来完成本 设计要求的功能。 理论分析与论证 此设计的是LED 点阵书写显示屏,是由16 块8×8 的LED 组成，每4 块8×8 的LED 由4 块74HC574 控制，二片74HC574 驱动行，二片驱动列，当行送0 时， 通过74HC574 控制列因为该方案是逐列的扫。当扫到光笔，停止扫描列，后扫该 列的行。把列输出就可查到是哪列，这样就可得到光笔点到的坐标值。并储存到 坐标，通过数码管显示。 一共有16 块74HC574 控制整个LED 点阵显示屏，通过2 片74LS138 译码器 进行片选来控制段码与位码的输出。因为74HC574 是上升沿锁存下降沿输出所以 二片74LS138 的6 号脚G1 与P1.1 相连，当G1=0 时，芯片禁止译码，输出全为 1，这样就制造了一个上升沿。此时74HC574 锁存信号，当G1 变换为1 时74LS138 芯片译码，反码输出，这样就造了个下降沿，此时74HC574 输出锁存信号。 比74LS138 更上一级控制单位是单片机的最小系统。通过片选74LS138 来达 到控制扫描检测的目的。 点阵屏驱动参数设计 U0=5-1.6-0.2-0.2=3v R1=3/0.025=120 光笔的制作 如图所示是光笔的原理图。 1 光笔感光元件的选择 首先，选择光敏二极管 作为光笔的感光元件。通过光敏二极管导通与截止 来检测有无光。当输出为高电平时，表明光敏二极管截止，无光感应，当输出为 低点平时，表明光敏二极管导通。在测试感光的反映时间大约5us，满足设计要 求。但在感应光的强度上不足，不能感应LED 点阵扫描时发出的光。所以，不采 用光敏二极管作为感光元件。改选光敏三极管，在测试光敏三极管感光的反映时 间也大约为5us，满足反映时间要求，而且能感应LED 点阵扫描时发出的光，正 好满足需求 如图所示是光笔的原理图。 光敏三极管的反映时间的检测 该电路是检测光敏三极管对光的灵敏度与反映时间，左边输入一频率的0-5V 方 波信号，右边则是输出与示波器相连，适度的调节输入信号的频率使输出能正好 输出与输入信号相反的波形。这样就可以测出光敏三极管的反应时间。通过测试 的到光敏二极管的反映时间大概在5us （如图所示），比扫描L