基于MSP430F227单片机控制的LED点阵书写显示屏设计

精选优质文档-倾情为你奉上基于 M S P430F227单片机控制的 LED 点阵书写显示屏设计X倪祥明 , 温锦辉(黄冈职业技术学院 , 湖北 , 黄冈 , 摘 要 :以 TI 公司 4单片机为主控制器 , 以光笔为检测工具 , 以按键和带字库的 12864液晶为辅助设 备的 L ED 点阵书写显示屏系统 , 通过按键的设置可进入到系统的相应功能模式 , 以光笔可检测在 LED 点 阵屏上接触的位置 , 从而实现点亮 、 划亮等功能 , 并将划亮点的位置用带字库的 12864液晶屏同步显示 。关键词 :MSP430F2274单片机 ; L ED 点阵屏 ; 光笔中图分类号 :TP202 文献标识码 :A 文章编号 :1672-1047(2010 01-0020-03D OI:10. 3969/j. issn. 1672-1047. 2010. 01. 06 目前 , LED 点阵显示 屏主要是 采用电脑 来控 制 , 这种产品成本较 高。如果能同 步显示直 接在 LED 点阵显示屏书上写书的内容 , 将给用户的操作 带来很大方便。本设计采用 TI 公司 4单片机为主 控制器较好的解决了此问题 , 不仅大大降低制造成 本 , 而且使用时功耗较低 , 同时也降低了使用成本。 1方案选择1. 1主控制器的方案选择采用 M SP430F2274单 片 机 作 为 主 控 制 器。 M SP430F2274单片机信息存储量大 , 系统频率高达 49M HZ , 通过软件设计 , 可较好避免闪烁停滞现象 , 具有低功耗睡眠功能 , 可以节能省电。有 14个中 断源 , 以及内部集成有 AD 、 D A 转换器 , 资源丰富 , 有利于程序编写。根据设计要求 , 方案 1. 2点阵屏的显示方案选择串行方式显示。这种方式可同时显示 4个 1616点阵汉字或 8个 168点阵的汉字、 字符或数 字。点阵显示屏每个单元由 16个 88点阵 LED 显示模块 , 列信号选择译码器 74HC154和行信号选 择 74HC595组成。单元显示屏可接收控制器或上 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。采用 串行方式显示 , 占用的 IO 口较少 , 不用扩展。通过 实验 , 采用串行方式显示效果比较稳定。故采用方 案一。1. 3显示电路的方案选择采用带 字库 的 12864液晶 显示。 12864液 晶 屏 , 亮度高 , 可显示数字、 字母、 汉字图片 , 显示信息 量大 , 采用串 口通信 , 占 用 I O 口少 , 性能较稳定。 显示数据更加美观、 大方、 清晰 , 加上文字显示对数 据显示进行说明 , 更加直观 , 便捷。 2系统电路设计 2. 1 系统总方框图图 2. 1系统总框图2. 2理论分析与计算 2. 2. 1光笔选取与参数设计光笔选用 3D U33光敏三极管作为感应检测电#20#第 12卷第 1期 2010年 2月黄 冈 职 业 技 术 学 院 学 报Journal of Huanggang PolytechnicVol. 12No. 1Feb. 2010X 收稿日期 :2010-01-02作者简介 :倪祥明 , 男 , 黄冈职业技术学院机电工程系副主任 , 讲师 。路 , 检测电压改变量约为 100mV, 经 8050和 9013晶 体管放大 , 再经 CD40106BE 施密特触发器整形 , 输 出的电压信号幅度可达 3V 。而且脉宽较 窄 , 利于 单片机检测信号。 2. 2. 2点阵屏驱动参数设计点阵屏为 3232个发光二极管组成 , 它由 16块 L G12088BH 88的红色点阵屏模块组成 , 单个 发光二极管的正常工作电压为 V f =1. 8V , 电流为 I f =10mA 。动态点亮所有的发光二极管时总电流为 I=3232I f =1024mA,所 得 电 能的 总 功 率为 P =V f I =1. 81024W=1. 84W 。经上述分析后点阵屏采取并行驱动方式 , 驱动 三极管 选择 8550三 极管。 32行接 32个 8550到 地 . 一行工作是 电流为 (当 32个发 光二极管 全点 亮 320mA 。2. 2. 3屏亮度自动调节设计屏亮自动调节是由点阵屏扫描频率决定。当 扫描频率较高时 , 点阵屏处于微亮状态。频率较低 时 , 点阵屏会变亮。当频率太低时 , 点阵屏会很亮 ,但会闪烁。频率太高时 , 点阵屏的亮度会很弱 , 效 果较稳定。2. 2. 4超时关显示节电设计超时关显示节电是利用单片机的省电模式来 实现的 , 当超时未操作时 , 利用单片机内部的定时 器设置进入省电工作模式的时间。 2. 3系统单元电路设计 2. 3. 1点阵屏列驱动电路设计点阵屏的列驱动单元电路由 2块 74HC154芯 片组成 , 其电路原理图如图 2. 2所示。 U1控制 L1L16列线 , U2控制 L17L32列线 , 两块 74HC154芯片四个输入端并联分别用 P4. 0P4. 3口控制。 P3. 4为 U1片选信号 , P3. 5为 U2片选信号。 2. 3. 2点阵屏行驱动电路设计点阵屏的行驱动电路 4块 74HC595芯片级联 而成 , 如图 2. 3所示。用 P3. 2控制第 14脚 D S 串 口数据输入端 , P3. 1控制第 12脚 ST _CP 数据存储 寄存器控制端 , P3. 0控制第 11脚 ST _CP 数据移位 控制端。 P3. 4控制前半屏片选信号 , P3. 5控制后 半屏片选 信号。输 出端与 8050三极管 的基极 连 接。发射极接点阵屏行线。其电路原理图如图 2. 3 所示。图 2. 2点阵屏列驱动原理图 图 2. 3点阵屏行驱动原理图图 2. 4光笔检测原理图2. 3. 3光笔检测电路设计光笔采用 3D U33型光敏三极管检测点阵屏发光的强弱并转换为电压信 号 , 经过 8050三极管放大后从端口 (O U T 输出 , 但检测到的电压信号仍然很 小 , 只有 100mV 左右 , 能很好的感应点阵屏亮度的变化 , 为单片机对亮度的 检测提供基础。光笔检测电路原理图如图 2. 4所示。#21#3系统软件设计主流程图 4系统测试图 4. 1测试设备秒表、 直尺、 数字万用表。 4. 2测试方案与测试结果点亮测试方案与测试结果 :将光笔在点阵上任 意画点 , 通过液晶屏观测显示亮点的坐标与实际坐 标。测量结果如下表 :第一次 第二次 第三次 测量点坐标 (16, 16 (17, 17 (18, 18 实际点坐标(16, 16(17, 17(18, 18划亮测试方案与结果测试 :用光笔在点阵屏上 任意画线 , 同时 用秒表记 录在 2秒 内点亮的 LED 的总个数 , 并记录发生偏移亮点的个数。测量结果 如下表 : 第一次 第二次 第三次 点亮的总个数发生偏移点的个数3434. 3测试结果分析与改进测试结果表明 , 点阵屏的基本功能能够实现 , 但显示亮点总会发生轻微的偏移。这是因为光笔 检测频率较低 , 响应有点慢 , 另外点阵屏光笔的感 应太过灵敏 , 会出现误断。光笔检测频率低 , 有待 于改进。参考文献 :1谢 自美 . 电子 线路设计 . 实验 . 测试 (第 二 版 M.武汉 :华中科技术大学出版社 , 2000.2沈建 华 . M SP430系列 16位超低功耗 单片 机原理与实践 M . 北京航空航天大学 (下转 28页 #22#参考文献 :1王道峰 . 汽车电子控制技术的应用 J.决 策 &信息 , 2008(7 :146146.2钱向明 , 熊永森 . 发动机电子控制技术现状 及发展趋势 J.装备制造技术 , 2009(5 :132134. 3孙运柱 , 王忠举 , 牛化武 , 李爱娟 . 汽车发动 机电子控制技术的应用现状及展望 J.2008(11 : 4547.4燕来荣 . 现代汽车发动机电子控制系统及 其传感器 J. 汽车电子 , 2006(2 :101105.5张保国 . 电子控制技术在汽车中的应用与 发展 J. 山西机械 , 2002(6 :5254.责任编辑 :曾 鑫 Analysis on Electronic Controller and Application in Auto Engineer . s Electronic Control SystemZHOU Han -wu(W uhan Technic College o f Transportation, W uha n, , Hube i Abstract:With the farther improvement of the auto electronic extend and the rapid development of the micro-electronic technology, the control functions of the EC U has been developed grea tly. N owadays, more and more control systems have been replaced by the electronic system with the core of EC U. The article mainly introduces the EC U and its effects during the f ollowing three important auto engineer electronic control systems of the fuel jet, infla ming and waste-recycle.Key words:Elec tronic control system; EC U; Fuel-jet control system(上接 22页 出版社 , 2008.3孙 肖子 . 实用 电子 电路 手册 (模拟 分册 M.北京 :高等教育出版社 , 1992.4黄智伟 . 全国大学生电子设计竞赛训练教 程 M.北京 :电子工业出版社 , 2005.5谭浩强 . C 语言程序设计 (第二版 M.北 京 :清华大学出版社 , 2000.责任编辑 :曾 鑫 Design of LED Lattice Written Screen Controlled by MSP 430F 227MCU NI Xiang -ming, WEN Jin -hui(HuanggangPolyte chnic College, Huanggang, , HubeiAbstract:This design is based on TI C ompany . s M SP430F2274MC U as the main controller, the light pen as the detection tools, and the 12864liquid crystal with ke ys and character library as a L ED lattice writing display system w hich is auxiliary equipment. Through setting the key we can access to the corresponding function blocks, and use light pen to detect the position on the LED lattice screen. So that it can realize the f unction of lighten and dra w bright 2 ens, at the same time display the positing on the 12864liquid crystal screen.Key words:M SP430F2274M C U; LED lattice screen; Light pen#28#第 1期 浅论电子控制器及其在汽车发动机电子控制系 统中的作用 第 12卷专心-专注-专业