簡易LED書寫顯示屏設計

劉友澈

（浙江工業職業技術學院 浙江 紹興 312000）

0 前言

傳統黑板，有的用木材制成，有的用磨砂玻璃，有的用水泥抹面制成，但無論哪種黑板都沒有離開粉筆，飛揚的粉塵損害著師生的身心健康。視覺效果受環境光線的影響，也受觀察角度的影響，有時甚至看不清黑板上的內容。不但引起視覺疲勞，誘發近視眼，而且也影響學習的積極性。

多媒體投影雖然解決了教室粉塵污染、書寫板書費時費力等缺點，但仍然存在價格較貴等無法克服的局限和弊端。大多數時候，投影顯示屏只能用來顯示信息，如果需要做筆記、進行標注，還是只能借助于鍵盤和鼠標。當然這樣可以進行交互式的展示和討論，但是卻沒有傳統的黑板那么直接。不能直接在顯示界面上進行書寫和操作成了多媒體投影的一大弱點。

為了徹底消除傳統黑板的種種缺點及投影儀的不足，本課題主要研究一種不用粉筆、不用擦拭、無粉塵、任意書寫、繪圖且價格便宜的LED書寫顯示屏，它可與計算機聯網，顯示動態或靜態畫面。亮度可調，顏色可選，保護了視力，有利于師生的身心健康，增加教學和學習的興趣。

1 系統框圖

圖1 整體系統框圖

2 硬件電路設計

2.1 磁筆與磁敏電阻的選用

為了對其他發光二極管產生干擾本課題中采取了三種措施。首先，根據磁敏電阻的特性選用了大小為1K阻值的磁敏電阻，那么在磁場作用下其阻值會達到3K大小。另外，在磁筆的選用和制作時也要考慮磁筆在接觸顯示屏時可能引起周圍二極管同時發光，所以我們在選用磁筆時其筆頭所帶的磁體應該是十分小但也不會影響其書寫的效果。最后，在確定電阻阻值的時候也考慮到了這點，所以，根據同相比例運算放大的特性，使得1號管腳輸出電壓在2.6V左右，即能夠實現輸出脈沖實現書寫的效果又降低的靈敏度不會引起周圍二極管的反映。綜合這三點的考慮基本上解決了抗干擾這個問題。

2.2 電磁檢測及顯示

圖2 電磁檢測及顯示

采用D觸發器給二極管提供電壓使二極管發光顯示，D觸發器只有在收到脈沖信號使才會觸發，在其他時間內電路的狀態不會發生變化，從而提高了觸發器的可靠性和抗干擾能力。在比較器7號腳有高低電平變化產生脈沖信號時，觸發器3號腳才會產生CLK信號使得二極管工作。本文所用觸發器是動態輸入，表明在CP上升沿觸發。采用的磁敏電阻為遇到磁場后的阻值是原來的三倍,根據磁敏電阻原來阻值為1K可以計算得到R5的阻值約為5.7K。

2.3 串行通信

圖3 串行通信電路

圖4 程序流程圖

單片機P1和P2口連接二極管，可以將二極管的信號傳送的單片機里面，單片機檢測到信號后會自動將信息保存，另外設計單片機自動掃描周期為1S，在掃描時如果檢測到信號與原來信號是一致的那么不存儲，如果與原來信號不一致，那么將自動存儲信號，如果檢測到信號為0時，將放棄存儲本次檢測到的信息。然后單片機通過串行通信可以將存儲的信息傳遞給計算機。

3 程序設計

程序設計主要完成整個硬件系統的初始化、數據采集與存儲、顯示控制和通信等。程序流程圖如圖4所示。

［1］謝自美.電子線路設計實驗測試[M].2版.華中科技大學出版社，2000.

［2］周樂挺.傳感器與檢測技術[M].高等教育出版社，2005.

［3］汪國強.LED技術及應用[M].電子工業出版社，2007.