概述

      本文采用PIC16F877A單片機(jī)為主要核心控制元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)32×32 LED點(diǎn)陣模塊的書寫顯示屏。它主要由光筆模塊和點(diǎn)陣顯示模塊組成，光筆模塊利用光敏電阻的光電特性，實(shí)現(xiàn)微亮檢測功能。光筆反饋信號(hào)經(jīng)放大器LM324比較后，送給單片機(jī)處理。32×32點(diǎn)陣顯示模塊、驅(qū)動(dòng)模塊由74HC595外設(shè)驅(qū)動(dòng)陣列和8位串行輸入/輸出移位寄存器ULN2803A組成。光筆通過顯示屏微亮掃描尋找坐標(biāo)值，按鍵和LED指示燈可實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)亮、劃亮、反顯、整屏擦除、筆畫擦除、連寫多字、對(duì)象拖移”等書寫顯示功能。

系統(tǒng)系統(tǒng)總體構(gòu)成

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括三大部分：PIC16F877A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。
 

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　PIC系列單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有與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)采集和控制系統(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LM324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32×32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(jì)算

　　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(shí)，通過程序可獲當(dāng)前點(diǎn)陣光對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值。從而做出相對(duì)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。光敏電阻的光電特性如圖2所示。

圖2 光敏電阻光電特性

　　光敏電阻安裝在光筆筆頭，用于感應(yīng)點(diǎn)陣掃描光。光筆電路圖如圖3所示。電路經(jīng)過放大器LM324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0V（RB0），光敏電阻兩端電壓為0V；無光時(shí)，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7360Ω。當(dāng)光筆接收到不同光線時(shí)，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