点阵手写屏

电路

` 本帖最后由 goyuqinghua 于 2014-10-24 16:53 编辑

一、目标

实现用笔在点阵屏上写字。

二、电路分析

点阵手写屏主要由三个部分组成：行扫描电路、列扫描电路、光笔检测电路，原理框图如下图所示。这里所使用的光笔里面安装了一个光敏传感器，用来检测点阵上点的状态。

分析如下：

1、行扫描

依次使译码器的Y0、Y1……有效，而74ls138输出有效时是低电平，而我们用的点阵屏是共阳的，因此需要把它取反，本设计使用PNP三极管取反。每8个列扫描进行一次行扫描。

2、列扫描

依次使译码器的Y0、Y1……有效，并且在OE1上输入PWM信号，当OE1为高电平时Y0~Y7电平全为高电平，当OE1为低电平时，译码器的输出由ABC三个引脚来决定。当选中某一行时我们依次选中Y0、Y1……，并且每个LED灯的亮度由OE1调节。

3、光笔

把比较器反相输入端的参考电压设置在某一个值，并且在当光笔接收到光时同相输入端的输入电压会小于这个值，当光笔没有接收到光时同相输入端的输入电压会大于这个值。当光笔没有接收到光时通过R3的电流非常小，因此输入到比较器的同相输入端的电压会接近电源电压，此时比较器输出高电平，当光笔接收到光时通过R3的电流会增大，则R3两端的电压会增大，因此输入到比较器同相输入端的电压会减小，此时比较器输出低电平，这时单片机可以捕获这个变化然后做相应的处理。

三、程序分析

要想检测到点阵上的点我们必须点亮点阵上的LED，并且使它处于微亮状态，当光笔触碰到某个点时，就把这个点设置为高亮。那么我们如何知道要点亮的这个点的坐标呢？原理是这样的：让LED逐个点亮，首先第一行第一个，然后第一行第二个，……，到第一行最后一个时再转到第二行第一个，LED这样循环的依次点亮，并且每一个LED设置一个状态值，比如这个值为0时代表微亮，为1时代表高亮。当光笔触碰到某个点时若还没有轮到这个LED点亮，由于光笔没有检测到光因此光笔的输出保持高电平，当轮到点亮这个LED点亮时由于光笔检测到了LED发出的光，因此光笔的输出由高电平变为低电平，当单片机检测到这个电平变化时就进入中断程序，并且获取当前的行、列值，并通过这个行、列值修改这个点的状态值为1，让下一次轮到这个点点亮时就通过判断这个状态值设置为高亮状.态。当把扫描速度加快时我们就看到是整个点阵屏都是亮起来的了，而不是一个一个点亮了。

参考程序如下

#include

#define COL 1

#define ROW 2

int col = 0; //标记当前扫描到的行

int row = 0; //标记当前扫描到的列

int ledState[8][8]; //标记当前LED的状态

/* haveUpdate用于消除光笔输入的抖动，当获取到的光笔信号有下降沿的时候就更新数据，*并且把这个标志设置为1表示已经更新了数据，然后打开定时器定时，在下一次抖动的时

*候由于已经更新了数据从而忽略抖动，当定时时间到的时候重新设置这个标志位的值为0

*/

int haveUpdate =0;

void setup()

{

memset(ledState, 0, sizeof(ledState)); //把所有状态值都清零

initPort(); //初始化端口

TCCR2A = _BV(COM2A0) | _BV(COM2B1) | _BV(WGM21) | _BV(WGM20);

TCCR2B = _BV(WGM22) | _BV(CS20); //不分频

OCR2A = 100;

OCR2B = 99; //占空比为99%

attachInterrupt(0, externInterrupt, FALLING );//设置外部中断为下降沿中断

cli(); //关闭所有中断

TCCR1A=0; //寄存器A是配置PWM的，这里我们只是使用定时功能

TCCR1B=(1<

TCNT1=0xFE79; //计数器初值，25ms定时

tiMSK1 = 0; //关闭溢出中断

sei(); //开全局中断

}

ISR(TIMER1_OVF_vect){ //定时器中断服务程序

TIMSK1 = 0; //关闭溢出中断使能

haveUpdate = 0; //重置标志

}

void loop()

{

scan(); //循环扫描

}

void externInterrupt() //外部中断服务程序

{

if(haveUpdate == 0){

ledState[row][col] = 1; //根据行和列标志当前检测到的点的状态

haveUpdate = 1;

TCNT1=0xFE79; //计数器初值，25ms定时

TIMSK1 =(1<

}

void initPort()

{

inti, startPin = 4;

for(i=0; i<10; i++){

pinMode(startPin+i, OUTPUT);

}

setData(COL, 0x00);

setData(ROW, 0x00);//设置行和列都为0

pinMode(3, OUTPUT);

}

void setData(int flag, int data)

{

inti, startPin;

if(COL == flag){

startPin = 4;

}else{

startPin = 7;

}

for(i=0; i<3; i++){

digitalWrite(startPin+i, (data & (1<

}

void scan()

{

for(row=0; row<8; row++){

setData(ROW, row);

for(col=0; col<8; col++){

setData(COL, col);

if(ledState[row][col] > 0)

OCR2B = 1;

else

OCR2B = 98;

delayMicroseconds(300);

OCR2B = 98;

}

`

bill_yu · 2014-10-31 13:51:33

挺好玩的，我在哪可以买到模块试一下啊？

打不起的小强 · 2016-4-25 23:23:39

请问一下_BV（）语句是什么意思啊？

乐方天际 · 2016-7-23 15:51:03

楼主做的好高端呀，我看到点阵完全没想到居然还可以作为手写屏。厉害，厉害，厉害！！！

李磊 · 2016-8-1 16:05:37

可不可以进一步把笔去掉啊？这样太高端啦！！

zibala108 · 2016-9-7 10:40:14

挺好玩的，我在哪可以买到模块试一下啊？

张英豪 · 2017-7-3 16:49:54

由完整的电路原理图和源程序

小太阳棋 · 2017-7-16 09:49:56

光笔怎么与单片机相连的啊

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7 条评论

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