基于STM32LED书写点阵屏设计与实现

本文介绍了一种利用ARM 系列主流32 位微处理器STM32 作为控制核心的LED 书写点阵屏设计。系统包括主控模块、光笔模块、键盘模块、显示模块、电源模块和32 × 32LED 点阵屏等。系统通过键盘进行功能切换，用光电三极管作为光笔的感应器件，从而实现LED 点阵屏"点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移、亮度自动调节、超时休眠"等功能。 STM32LED书写点阵屏的设计与实现涉及多个硬件和软件层面的知识点，主要涵盖STM32微处理器、LED点阵屏、光笔模块、显示模块以及软件控制系统的设计。 1. **STM32微处理器**：STM32是基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器，具有低功耗、高性能、中断处理速度快等优点。STM32F103VCT6型号具有丰富的外设资源，包括ADC、定时器、I2C、UART和SPI接口，适合于复杂的嵌入式系统设计。 2. **光笔模块**：光笔作为输入设备，利用光电三极管作为感应元件，能够检测到LED点阵屏上的光照变化。为了保证人眼无法察觉屏幕闪烁，光笔的反应速度需大于70Hz，实际设计中选择了灵敏度高的3DU33光电三极管，并通过信号整形电路输出脉冲信号。 3. **LED点阵屏模块**：32×32的LED点阵屏由STM32的GPIO口控制，通过OE、CLK、LT和DA信号线实现数据传输和显示控制。74HC245作为总线缓冲器，74HC138构成4-16译码器实现行选通，而74HC595用于串并转换，驱动列数据，实现点阵屏的点亮、划亮等功能。 4. **显示模块**：系统可能包括LCD显示屏，用于显示开机界面和其他辅助信息，与LED点阵屏配合提供交互界面。 5. **键盘模块**：用户通过键盘切换功能，如背光控制、功能选择、亮度调节等，键盘扫描由STM32处理。 6. **电源模块**：为整个系统提供稳定的电源供应，确保各模块正常工作。 7. **软件系统设计**：采用C语言编程，开发环境为Keil MDK。主程序流程包括初始化、键盘扫描、功能选择和执行、光笔坐标显示等功能。系统支持多种操作，如点亮、划亮、反显、整屏和笔画擦除、连写字、对象拖移等，还具备亮度调节和超时休眠功能。 8. **交互设计**：在连写多字功能中，用户可以储存多个字并在需要时显示，提高了效率。对象拖移功能允许用户选取对象并改变其位置，增加了交互性。 通过以上设计，STM32LED书写点阵屏不仅能够作为传统的信息显示设备，还能实现手写输入，为用户提供了一种新颖且实用的信息输入与输出方式，适应了信息时代的需求。