LED點陣書寫顯示屏的設計
2.2 光筆及檢測電路
用紅外光電三極管自制光筆,光筆檢測電路如圖3所示。圖中Q2是用紅外光電三極管,用來完成對32×32點陣紅色LED燈點亮或熄滅的檢測;R6,RP1用于對Q2進行限流,另外還可以調節RP1來提高或減小輸出的電壓值;R7,R8是用于給U3A(比較器)的同相端提供基準電壓值,通過它跟采集信息輸出來的電壓值進行比較(U2>U3,U1=Umin),R12是U3A的輸出上拉電阻。工作原理如下:當紅光照到紅外光電三極管上時,紅外光電三極管的電阻變小,其射極電壓升高,此時2腳電壓比3腳電壓高,比較器1端輸出為低電平。當電容C11充電一段時間之后,比較器2腳電壓比3腳電壓低,比較器1端輸出為高電平。由此,當檢測到光信號時,該電路將產生一個脈沖信號。由于在電路中加了耦合電容,可有效地防止環境對光筆的影響。本文引用地址:http://www.104case.com/article/168730.htm
在本系統中,光筆是一個非常重要的一個環節,為了更好的穩定工作,必須添加適當的抗干擾措施。在信號傳輸方面采用屏蔽軟同軸銅線,在紅外光電三極管外圍套加黑色熱縮管,紅外光電三極管比單個LED燈的直徑小,以確保少受外界紅外線的干擾。
2.3 LED雙色點陣顯示與驅動電路
LED雙色(紅、綠)點陣的型號有很多,其中最為常用的有4×4,8×8,16×16式模塊,本設計需要一個32×32的雙色顯示,其顯示亮度、體積由設計者自行定義。考慮到采購的因素,選擇由16塊8×8雙色點陣模塊組成32×32點陣顯示屏,利用由74HC154和74HC595芯片來驅動顯示,由串行口工作在模式0(速度快)將顯示信息快速送入74HC595。
LED是一個非線性元器件,當它兩端的電壓達到一定的值后,通過它本身的電流會急劇上升。考慮32×32點陣式由1 024個發光二極管組成,當它們同時點亮時的電流很大,必須考慮電源供電能力。一般LED的電流值為5~20 mA,取最大值20 mA,同時點亮兩行,有:I=20×64= 1 280mA。
2.4 外界光照檢測電路
外界光照檢測電路如圖4所示。電路采用光敏電阻RP串聯一個固定電阻R9,將光照變化轉換為電壓變化,此電壓信號通過芯片AD833進行模數轉換(A/D)后,由5腳送入單片機處理,以控制亮度的調節。
根據分壓原理,有:
可見選擇不同的R9的阻值可改變Vin的大小,使輸入信號在合適的范圍之內。光敏電阻RP隨光照變化的阻值變化為3~4 kΩ,由上式可計算出R9為3~4 kΩ,取R9=4 kΩ。
2.5 超時低功耗設計
超時低功耗設計通過軟件實現,利用按鍵設定時間常數,當在設定時間內光筆未接觸顯示屏或按鍵未按下時關閉所有顯示,使系統進入休眠狀態,減少電能消耗,當有按鍵按下時系統恢復運行。
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