基于STM32的LED點陣屏的設計與實現(xiàn)

　　近年來，隨著信息產業(yè)的高速發(fā)展，點陣LED 顯示屏已廣泛應用于金融行業(yè)、郵電行業(yè)、體育館、廣告業(yè)等各種廣告發(fā)布和信息顯示系統(tǒng)，成為信息傳送的重要手段。本文介紹的LED 書寫點陣屏，不但可以像普通顯示屏一樣作為信息輸出設備，而且可以通過光筆直接在LED 顯示屏上進行信息輸入，普通的顯示屏也具有"手寫"的功能了。

　　1 硬件系統(tǒng)設計

　　本系統(tǒng)總體框圖如圖1 所示，由鍵盤與顯示模塊、光筆模塊、LED 點陣屏模塊、STM32 控制模塊、電源模塊五部分組成。

　　圖1 總體方案方框圖

　　1. 1 核心控制模塊

　　本系統(tǒng)以STM32F103VCT6 為控制核心。

　　STM32 是32 位微處理器，具有低功耗，中斷延遲小，高性能等特點。STM32 處理器采用了指令預測和流水線技術，它的取指、譯碼和執(zhí)行是同時進行的，分支預測給流水線提供連續(xù)的指令流，流水線可以不斷地執(zhí)行有效指令，因此STM32 的速度比8051 快得多; STM32 處理器內部集成鎖相環(huán)可實現(xiàn)最大72MHZ 的工作頻率，為實現(xiàn)高速的系統(tǒng)響應( 高速的掃描) 提供了基礎; 其內置的兩個看門狗定時器( 獨立看門狗和窗口看門狗) 使系統(tǒng)更加穩(wěn)定[1].STM32F103VCT6 有1 個12 位的us 級的A /D 轉換器，9 個定時器，2 個I2C 接口，5個UART 接口，3 個SPI 接口，為以后的擴展提供了條件。

　　1. 2 光筆電路設計

　　人眼能分辨刷屏次數(shù)為24 次，根據(jù)經驗本系統(tǒng)點陣屏的刷屏速度采用每秒70 次的經驗刷屏次數(shù)，即70Hz,故要求光筆的反應速度大于70Hz.掃描方式是每一時刻只有一個點點亮，并且這個亮點朝一個方向移動，這時主控掃描的速度是1M.使用的點陣屏為32 ×32.當每秒刷屏次數(shù)超過24 次時才看不出點陣屏閃爍，在本系統(tǒng)中每秒刷屏68 次，所以光電器件所要達到的頻率最小為68Hz,光電三極管( 3DU33) 靈敏度高，響應時間短，光敏三極管輸出的脈沖經過74HC14 整形輸出。光筆電路圖如圖2 所示：

　　圖2 光筆原理示意圖

　　1. 3 LED 點陣屏模塊

　　32 × 32 LED 點陣屏電路原理框圖如圖3 所示。

　　STM32 主控器I /0 口作為點陣屏模塊的輸入控制信號，其中OE 為使能端，CLK 為時鐘線，LT 為鎖存信號，DA 為數(shù)據(jù)線，A、B、C、D 為行選通地址線[2].電路中74HC245 起總線緩沖作用，2 片74HC138 構成4 - 16 譯碼器，實現(xiàn)16 路的行選通，選通信號經由4953MOS 管激勵為行驅動，行驅動為H1 ~ H16,每一行驅動負責32 × 32 點陣兩行的選通( 如H1 控制第1 行和第17 行，H2 控制第2 行和第18 行) .串行數(shù)據(jù)由74HC245 緩沖后，送入級聯(lián)的74HC595 串并轉換和驅動，電路中共設計有8 片74HC595,其中4 片用于第1 行~ 第16 行的列數(shù)據(jù)轉換，另外4 片用于第17 行~ 第32 行的列數(shù)據(jù)轉換。

　　圖3 LED 點陣屏電路原理框圖