LED点阵书写显示屏的设计

摘要：LED显示屏的设计硬件主要由STC89C58单片机最小系统、32×32的双色点阵显示阵列、光笔、按键、液晶显示屏等组成。双色点阵中的红色LED始终工作在微亮的扫描状态，STC89C58单片机利用自制的光笔中红外光电三极管检测光笔触及位置处红色LED灯的点亮，计算出光笔位置的行列坐标，并根据按键设置的不同工作模式控制LED显示，从而实现点亮、划亮、反显、清屏、笔画拖动、轮流显示等功能。显示屏能根据环境光强自动调节显示屏的显示亮度，当在设定时间内光笔未接触显示屏或按键未按下时关闭所有显示，并使系统进入休眠状态，减少电能消耗，当有按键按下时系统恢复运行。
关键词：STC89C58；LED双色点阵；红外光电三板管光笔

0 引言
近年来，点阵LED显示屏利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，已成为众多显示媒体以及户外作业显示的电子工具，广泛地应用于车站、宾馆、金融、证券、邮电、体育等广告发布或交通运输等行业。目前LED显示屏的设计已经有多种方法可以实现，本设计是基于STC89C58单片机利用自制的光笔中红外光电三极管检测光笔触及位置处红色LED灯的点亮，计算出光笔位置的行列坐标，并根据按键设置的不同工作模式控制LED显示，从而实现点亮、划亮、反显、清屏、笔画拖动、轮流显示等功能。

1 系统设计方案
用双色LED点阵(红色和绿色)模块组合成32×32的LED点阵屏。其中红色LED作微亮扫描检测用，绿色LED作显示用，用红外光电三极管自制光笔。在检测时依次点亮红色LED，当点亮到某个LED时，如果此时光笔放在该LED时，这时红外光电三极管的阻值会发生变化，通过相应的检测电路可以得出一个高低电平的变化，单片机检测到信号变化时就可以判断光笔的当前位置。
该方案简单易行，对光笔位置判断的灵敏度较高，抗外界干扰能力强。采用双色点阵和红外光电三极管能够有效地减少环境可见光和显示LED(绿色)所发的光线对光笔中光电三极管的干扰。

2 系统结构及单元模块设计
2．1 系统总体框图
系统主要由微处理器STC89C58，32×32双色LED点阵显示、光笔及检测电路、外界光照强度检测电路、按键输入电路、液晶显示模块等几个部分组成。系统硬件结构框图如图1所示。

单片机STC89C58片内有1 KB的片外RAM，能够满足保存四屏显示信息要求，该单片机性价比很高。系统原理图如图2所示。