基于stm32控制文字的显示设计.doc

1、本科生毕业论文(设计)基于stm32控制文字的显示设计院系名称姓名学号专业指导教师年4月20日16摘要本文章主要介绍的是基于STM32的点阵LED屏的设计，主要采用的是搭载ARM公司能够最新的，具有先进构架的Cortex-M3内核的ARM系列主流32位的微处理器STM32作为该LED屏的控制核心，该微处理器具有出色的实时性能，优越的功效，高级的创新型外设和最大的集成性等，系统的主要模块有：电源模块、键盘模块、32乘32的LED点阵屏模块、STM32F103VCT6的主控硬件模块、显示模块、光笔硬件模块。各个模块能够实现LED点阵屏的亮度调节，多字填写，点亮屏幕，擦除错字，拖移文字，调节屏幕亮度

2、等功能，该系统可以直接通过光笔在LED显示屏上编写文字，进行信息输入，并且可以通过键盘进行各种功能的切换，使得普通的显示屏也具备了“手写”的功能，非常方便和实用。随着现代影像技术的日新月异，在现在舞台演出中，利用LED电子显示屏进行舞台活动已经屡见不鲜。在国外，捷克舞美设计家斯沃博达以运用影像进行舞台营造而著称，他对影像的运用已经达到了难以企及的高峰。 现在在国内舞台演出中运用LED电子显示屏已经非常频繁。它的表现力非常丰富：可以模拟实景，再现自然。也可以出现效果图像，还可以用来展现资料等等。因此手写点阵LED屏具有很大的发展前景。关键词： 单片机；点阵；LED；半导体发光二极管；动态扫描；图

3、文显示屏；AbstractThis article mainly introduces the design of the dot matrix LED display based on STM32, is mainly used to carry ARM new, has the advanced architecture of Cortex-M3 kernel ARM series of mainstream 32 bit microprocessor STM32 as the control core of the LED screen, the microprocessor has t

4、he excellent real-time performance, superior efficacy, senior innovative peripherals and maximum integration, systems main modules: power module, keyboard module, 32 x 32 LED dot matrix display module, main control module, STM32F103VCT6 display module, a hardware module. The brightness of each modul

5、e to achieve LED dot matrix screen control, many word to fill in, light up the screen, erase the typo, drag the text function, adjust the screen brightness and so on, the system can be directly through the pen to write the text in the LED display, information input, and can switch the various functi

6、ons through the keyboard, the screen also has a common the hand function, convenient and practical. With the development of modern imaging technology change rapidly, in the present stage, the stage of activities with LED electronic display screen has It is often seen. In foreign countries, the Czech

7、 stage design stage by using the image of Swoboda is famous for his creation, the use of image has reached beyond the reach of the peak. Now in the domestic stage in the use of LED electronic display screen has been very frequent. Its performance is very rich: can simulate the real, natural reproduc

8、tion. Also can appear the effect of image, but also can be used to display data and so on. So the hand written LED dot matrix screen has great prospects for development.Key Words: Single-chip , lattice , LED , Semiconductor light emitting diode , dynamic scanning , image-text viewing screen;目录1 引言1

9、1.1 LED显示屏的发展背景与意义1 1.2 LED点阵显示屏的优势与发展趋势12 系统总体框架23 硬件系统设计33.1 单片机核心控制模块33.2 LED点阵屏33.3 键盘设计43.4 光笔电路设计53.5电源模块64 系统软件设计8 4.1 上位机8 4.2 单片机内部流程95方案测试与效果12 5.1测量设备12 5.2测量结果12 5.2.1点阵LED屏的点亮与擦除12 5.2.2屏幕亮度调节136 结束语14参考文献15致谢161 引言1.1 LED显示屏的发展背景与意义 为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种重要

10、手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务总之宣传的公共场所，例如户内外公共场所宣传、机场车站旅引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息显示。高速公路可变情报板、体育场馆比赛传播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。显然，LED显示已经成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。1.2 LED点阵显示屏的优势与发展趋势 LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；LED数码显示屏的显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏，适用的范围较小，耗电量大，主要常见的有户外大型单立柱LED广告屏，以及车站里安装在墙壁上用来播放车次信息的单、双色

11、LED显示屏等;而在此试验中，我选择使用的LED显示屏为点阵式，LED点阵显示屏在整个市场中，有着以下几点不可取代的优势：可实现超高密度：室内可高达62.500点/平米（P4）；混色好：利用发光器件本身的微化处理和光的波粒二象性，使得红光粒子，纯绿光粒子，蓝光粒子三种粒子都将得到充分地相互混合搅匀；抗静电性能优势超强：制作环境有着严格的标准还有产品结构的绝缘设计；可靠性能强：而且我国目前的实用新型专利；44模块形式，可实现1/4扫描，进一步提高了亮度。 作为人机信息视觉传播媒体的LED点阵显示屏以其高亮度、低工作电压、小功耗、长寿命登有点迅速成长为平板显示的主流产品。LED点阵显示屏可以显示变

12、化的数字、文字、图形图像以及视频流媒体、它不仅可以用于室内环境，还可以用于复杂恶劣的室外环境，如道路交通、商铺的广告灯箱以及广场宣传等。而且其应用于室外环境时具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。2系统总体框架该系统的中体框架构造如图2-1所示，整个框架由一下几大块构成，控制核心单片机模块，电源模块，点阵模块和软件模块五大部分组成。 键盘与显示模块 点阵 软件单片机控 制模块 电源模块图2-1 系统总体框架系统基本要求（1） 在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点；LED时，能及时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的坐标值（左上角定为行列坐标原点）。（2） 在“反显”功能下，

13、能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）（3） 在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮40点led。（4） 在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。（5）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显示汉字的笔画（6）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s内在屏幕上以“划亮”方式逐个写出四个汉字（总笔画数不大于30）且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮流显示。（7）在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移，先用光笔以“划亮”方式在屏上圈定欲拖移的显示对象。再用

14、光笔将该对象拖移到屏上另一位置。（8）当环境强改变时，能够自动连续调节屏上显示亮度。（9）当光笔连续未接触屏面的时间超过1-5min时（此时间可有控制器设定），能自动关闭屏上显示，并且能够使得整个系统进入休眠状态。3硬件系统设计3.1 单片机核心控制模块 为了完成扫描全屏和汉字的坐标的存储，主控器件必须有较高的CPU工作频率和有较大储量的RAM。 方案一：采用A189C52作为主控器件，用来实现题目所要求的各种功能。此方案最大的特点是系统规模可以做的很小，成本较低。但是AT89C51的工作频率较低，RAM存储区较小，实现“点亮”，“连写多字”和“对象拖移”三个功能实现较复杂。 方案二：采用AT

15、90S1200单片机作为核心控制，大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等但在该系统中，需要显示的信息量较少，但是控制和运算功能较多，用CPLD实现一些运算功能较为复杂。 方案三：采用STM32（STM32F103VCT6）作为核心控制，STM32F103VCT6具有很多功能定时器、低功耗、速度高、256khz嵌入式闪存寄存器，稳定性强等特点，具有最高72mhz的CPU工作频率和很强的控制和运算能力，实现点阵屏的高速扫描和一些复杂的控制和运算功能。 选用STM32是毋庸置疑的，STM32系列的32位闪存微控制器使用来自于ARM公司具有突破性的Cortex-M3内核，该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。Cortex-M3在系统结构上的增强，让STM32受益无穷。Thumb-2指令集带来了更高的何玲效率和更强的性能；通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器，对中断时间的响应比其他系列更加