0 引言

近年來，點(diǎn)陣LED顯示屏利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價格比高、使用成本低等特點(diǎn)，已成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的電子工具，廣泛地應(yīng)用于車站、賓館、金融、證券、郵電、體育等廣告發(fā)布或交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。目前LED顯示屏的設(shè)計(jì)已經(jīng)有多種方法可以實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)是基于STC89C58單片機(jī)利用自制的光筆中紅外光電三極管檢測光筆觸及位置處紅色LED燈的點(diǎn)亮，計(jì)算出光筆位置的行列坐標(biāo)，并根據(jù)按鍵設(shè)置的不同工作模式控制LED顯示，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮、劃亮、反顯、清屏、筆畫拖動、輪流顯示等功能。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

用雙色LED點(diǎn)陣(紅色和綠色)模塊組合成32×32的LED點(diǎn)陣屏。其中紅色LED作微亮掃描檢測用，綠色LED作顯示用，用紅外光電三極管自制光筆。在檢測時依次點(diǎn)亮紅色LED，當(dāng)點(diǎn)亮到某個LED時，如果此時光筆放在該LED時，這時紅外光電三極管的阻值會發(fā)生變化，通過相應(yīng)的檢測電路可以得出一個高低電平的變化，單片機(jī)檢測到信號變化時就可以判斷光筆的當(dāng)前位置。

該方案簡單易行，對光筆位置判斷的靈敏度較高，抗外界干擾能力強(qiáng)。采用雙色點(diǎn)陣和紅外光電三極管能夠有效地減少環(huán)境可見光和顯示LED(綠色)所發(fā)的光線對光筆中光電三極管的干擾。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及單元模塊設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體框圖

系統(tǒng)主要由微處理器STC89C58，32×32雙色LED點(diǎn)陣顯示、光筆及檢測電路、外界光照強(qiáng)度檢測電路、按鍵輸入電路、液晶顯示模塊等幾個部分組成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

單片機(jī)STC89C58片內(nèi)有1 KB的片外RAM，能夠滿足保存四屏顯示信息要求，該單片機(jī)性價比很高。系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

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(diǎn)陣紅色LED燈點(diǎn)亮或熄滅的檢測;R6，RP1用于對Q2進(jìn)行限流，另外還可以調(diào)節(jié)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(zhǔn)電壓值，通過它跟采集信息輸出來的電壓值進(jìn)行比較(U2>U3，U1=Umin)，R12是U3A的輸出上拉電阻。工作原理如下：當(dāng)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(dāng)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(dāng)檢測到光信號時，該電路將產(chǎn)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(huán)境對光筆的影響。