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LED点阵书写显示屏设计方案第一章设计任务及要求1.1、任务设计并制作一个基于32x32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。
在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态(如下图中光笔接触处的深色LED点已被点亮)，从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。
图1.1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图1.2、要求(1)在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值(左上角定为行列坐标原点)。
(2)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能划过并点亮40点LED。
(3)在“反显”功能下，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)。
(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。
第二章系统整体框架系统整体框架图如图一所示，分为控制模块、显示模块、光笔模块、LED点阵模块和辅助模块(包括键盘、数据存储等)。
图2.1 系统整体框架图第三章方案论证与比较3.1、控制模块在数字信号处理中，常用的控制器有FPGA、DSP及嵌入式51单片机。
FPGA可以直接用硬件扫描、编码、解码、纠错，速度快、稳定性高，但其价格昂贵，很多的功能在本设计难以使用到。
DSP都有较快的数据处理速度，能实时地、快速地监测信号量的变化，但其受采样频率的限制，处理频率围有限。
AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
LED点阵书写显示屏摘要本设计运用了基于 Nios II 嵌入式处理器的 SOPC 技术。
系统以 ALTERA 公司的 Cyclone II 系列 FPGA 为数字平台，将微处理器、Avalon 总线、LED 点阵扫描控制器、存储器和人机接口控制器等硬件设备集中在一片 FPGA 上，利用片内硬件来实现 LED 点阵的带地址扫描，降低系统总功耗和简化 CPU 编程的同时，提高了系统的精确度、稳定性和抗干扰性能。
关键词：SOPC FPGA 带地址扫描AbstractThis design using the Nios II based on embedded processor SOPC technology.ALTERA system to the company for the Cyclone II FPGA digital platform、 series、Will microprocessor、 Avalon bus of LED dot matrix scanning controller、memory and human-computer interface controller hardware device focused on such a FPGA,Using the piece of hardware to achieve inside of LED dot matrix with address scanning, reduce the total power of the programming and simplify the CPU, improve the precision and stability of the system and the anti-jamming performance.Keyword: SOPC FPGA Address scanning１目录1 引言 (3)2 系统方案 (3)2.1主控器选择方案论证 (3)2.2点阵驱动方案论证 (3)3 理论分析与计算 (4)3.1 光笔选取与参数设计 (5)3.2 LED点阵屏驱动参数设计........................................ (5)3.3 屏亮自动调节设计 (6)3.4 超时关显示节电设计 (6)4 系统电路设计 (7)4.1 系统工作原理 (7)4.2 系统工作时序 (7)5 系统程序设计 (8)5.1 系统流程概述 (8)5.2系统总流程图 (8)6 系统测试与结果 (9)7 结论 (9)参考文献 (10)附录: (10)附1:电路原理图 (10)附2:扫描电路硬件描述 (11)附2:软核NIOS II程序 (17)附4:完整的测试结果 (47)２1 引言LED点阵显示屏被用到很多领域，随着电子技术的发展，LED点阵书写显示屏的广泛应用是一种趋势。
书写式LED点阵显示屏的设计时间：2011-03-02 08:26:59 来源：现代电子技术作者：余金栋摘要：本文设计了一套成本低廉，通过书写笔可以轻松、简便地输入信息并显示的装置，以单片机为微控制器，以32×32点阵LED组成显示模块，结合行、列扫描驱动逻辑电路，编写程序控制所有LED点工作在扫描微亮和稳定点亮两种状态，用光敏三极管和比较器组成新型光笔，通过光笔检测笔尖下方LED 的扫描微亮光线使控制器进入中断并记录当前扫描点的坐标编号，从而实现信息输入和LED屏显示控制。
所设计的LED显示屏无需数据传输通信，以光笔书写方式输入信息，不需要触控器件，能够实现2s内划亮40点满足书写流畅的要求，可广泛应用于需要频繁更改发布内容的广告显示场合。
关键词：LED点阵显示屏；光电书写笔；微亮扫描；光敏检测0 前言LED点阵显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠，已成为众多显示媒体以及户外作业显示的电子工具，广泛应用于车站、宾馆、体育、金融、证券等广告或交通运输行业。
LED点阵显示屏一般由四个主要部分组成：微控制器主控单元、译码驱动电路、LED点阵电子屏、通信模块。
其中通信模块通常是RS-485接口，甚至是GSM无线通信模块，实现显示屏与上位机的通信接收，显示数据和发布信息。
这种信息获取方式需要联机，有时不是十分方便，本文以2009年全国大学生电子设计竞赛H题为要求，设计一套书写式LED点阵显示屏，通过手写轻松、简捷地输入显示内容。
1 系统方案设计常见的书写笔是基于触控技术构成的输入设备，由触摸屏和书写笔构成，触摸屏有矢量压力传感技术、电阻技术、电容技术、红外线技术、表面声波技术五种类型，价格昂贵。
由于LED显示屏本身具有点阵光源，结合光电传感技术设计新型信息采集输入电路，可节省触控模块的材料费用，同时亦可避免其透光差而影响显示画面的清晰度及长期使用后出现坐标漂移、影响使用精度等缺点。
LED点阵书写显示屏1. 简介LED点阵书写显示屏是一种特殊的显示设备，由许多LED 点阵模块组成。
它可以用于书写文字、图形等信息，并且可以自动滚动显示内容。
基于其灵活多样的显示方式和高亮度的特性，LED点阵书写显示屏在广告、商业展示、舞台演出等领域具有广阔的应用前景。
2. 工作原理LED点阵书写显示屏一般由许多小型LED灯组成，每个LED灯都是一个像素点。
这些LED灯按照一定的排列方式形成一个点阵模块，由许多个点阵模块组合而成。
每个点阵模块都有自己的控制器，用于控制LED灯的亮灭状态。
通常情况下，LED点阵书写显示屏通过与计算机或其他设备连接，接收来自外部的数据，然后将数据转化为LED点阵的控制信号。
控制信号通过控制器传递给每个LED灯，使其按照设定的显示内容进行亮灭。
3. 特点和优势LED点阵书写显示屏相比于传统的显示设备有着诸多独特的特点和优势：•高亮度：LED灯具有较高的亮度，即使在光线较强的环境下也能清晰可见。
这使得LED点阵书写显示屏在户外广告、室内展示等场景中都能够获得良好的表现效果。
•多样性：LED点阵书写显示屏可以显示文字、数字、图标、动画等各种形式的信息，具有极强的表现力和灵活性。
用户可以根据需要随时更改显示内容，实现信息的及时更新。
•高清晰度：由于点阵模块中每个LED灯都是一个像素点，所以LED点阵书写显示屏具有很高的分辨率和清晰度。
无论是文字还是图形，都能够呈现出细腻的细节和鲜艳的色彩。
•低功耗：LED点阵书写显示屏采用LED灯作为光源，LED灯具有低能耗的特性，相比于传统的荧光灯或白炽灯，LED点阵书写显示屏能够节约大量的电能。
•长寿命：LED点阵书写显示屏的LED灯寿命通常在万小时以上，远远超过传统的显示设备。
这意味着LED点阵书写显示屏具有更长的使用寿命和更稳定的性能。
4. 应用领域由于LED点阵书写显示屏的特点和优势，它在许多领域都得到了广泛的应用：4.1 广告与商业展示LED点阵书写显示屏可以用于户外广告牌、商场橱窗等场景中，用于展示各种广告信息。
LED点阵书写显示屏所在院系：电气与控制工程学院作者：李向杰、刘赟超、符祝辉日期：2015年07月25日摘要本系统以MSP40F149为核心，设计并制作了一个基于32×32LED点阵显示模块书写显示屏。
该点阵可以实现扫描微亮及显示点亮两种工作方式，在扫描微亮的状态下，通过自制光电笔扫描和按键切换可实现“点亮、划亮、擦除、反显”等书写功能和“显示点亮坐标”等显示功能。
硬件设计方案使用74H595来驱动LED点阵显示，通过1602液晶来显示坐标。
作品技术要求不高但对扫描速度和硬件系统的搭建有较高的要求。
关键词：MSP430F149；74H595；光电三极管；LED点阵1 系统方案设计1.1 系统总方案设计整个系统由MSP430F149微控制器作为系统的核心控制芯片，32*32LED点阵起到了各种形式显示的作用，通过光电三极管和LM293比较器构成光电检测电路，1602液晶显示在进行点扫描时对点坐标的显示、光敏电阻感光电路的模块组成。
系统结构如图1-1所示。
图 1-1 系统结构图2 系统方案论证2.1主控制器选择论证方案一：STC89C51单片机是8位单片机。
其指令是采用的称为“cisc”的复杂指令集，共具有111条指令。
其电源电压为5伏，有两种低功耗模式，待机方式和掉电方式。
正常情况下消耗的电流为24mA,在待机状态下其耗电电流仍为3mA，为了保存RAM中的数据，还需提供约50mA的电流。
再者，虽然其具有不少开发工具，但如何在线编程还是一很大问题。
方案二：CPLD(EPM240T100C5)：具有丰富的I/O口、内部逻辑和连线资源、运行速度快、能够显示大量的信息，但CPLD实现运算功能复杂，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实现一些运算功能复杂。
方案三：MSP430系列的单片机电源电压采用1,8-3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0.1uA，IO口漏电流最大仅为50nA。
LED点阵书写显示屏简介LED点阵书写显示屏是一种可以通过控制LED灯点阵来显示文字、图形或动画的设备。
它通常由多行多列的LED灯组成，可以通过驱动电路控制每个LED灯的亮暗状态，从而组成所需的显示内容。
LED点阵书写显示屏广泛应用于电子签名、室内广告、钟表显示、信息显示等领域。
工作原理LED点阵书写显示屏的工作原理是通过控制每个LED灯的点亮与关闭，来实现对文字、图形或动画的显示。
通常，LED 点阵书写显示屏会采用多行多列的LED灯排列方式，例如8行32列。
其中，每个LED点阵中的每一个发光元素都称为一个像素。
通过控制每个像素点的亮暗状态，可以显示出不同的图案或文字。
一般来说，LED点阵书写显示屏由控制电路和多个LED灯组成。
控制电路负责接收输入信号，并将信号转换为对应的控制信号，然后通过驱动电路控制每个LED灯的亮暗状态。
驱动电路通常通过行列扫描的方式来控制每个像素点，实现整个显示屏的点亮与关闭。
当需要显示文字或图案时，控制电路会将相应的数据发送给驱动电路。
驱动电路会按照预先定义好的显示模式，按行或按列的方式扫描每个像素点，并控制其亮暗状态，从而显示出所需的内容。
为了实现更复杂的显示效果，LED点阵书写显示屏通常会配备一些灰度调节电路，可以在不同的像素点上显示出不同的亮度。
优势和应用领域LED点阵书写显示屏的优势在于其高亮度、高对比度、低能耗和长寿命。
相比于传统的液晶显示屏，LED点阵书写显示屏具有更好的可视性和更广的视角范围。
同时，由于其灯珠式组件结构，可以实现更高的刷新率和更快的响应速度。
基于这些优势，LED点阵书写显示屏在许多领域都有广泛的应用。
例如，在室内广告中，LED点阵书写显示屏可以用于吸引顾客眼球，展示各种图像和文字信息。
在电子签名领域，LED点阵书写显示屏可以用于显示用户输入的电子签名，例如在银行柜台、快递柜等场景。
此外，LED点阵书写显示屏还可用于钟表显示、信息显示、舞台演出等行业。
黄石理工学院【永远忠于年轻的梦想】电子技术协会2011年全国大学生电子设计竞赛F P GA预赛课题项目2011年07月15日内容摘要为更好的备战2011年全国大学生电子设计竞赛，经FPGA小组讨论决定，从历年全国电子竞赛的课题项目入手，由FPGA小组成员整理收集历年竞赛课题；采用逐个击破的方法，边学习，边练习，使能够掌握和运用各个不同的模块，将所学到的用到实际。
☆☆☆☆☆☆☆☆黄石理工学院电气与电子信息工程学院电子技术协会☆☆☆☆☆☆☆☆黄石理工学院【永远忠于年轻的梦想】电子技术协会FPGA小组FPGA小组：唐从学韦稳稳聂先敏邹海军彭剑目录项目一：LED点阵书写显示屏（H题） (IV)项目二：信号发生器（H 题） (V)☆☆☆☆☆☆☆☆黄石理工学院电气与电子信息工程学院电子技术协会☆☆☆☆☆☆☆☆黄石理工学院【永远忠于年轻的梦想】电子技术协会项目三：正弦信号发生器 (VI)项目四：简易逻辑分析仪 (VII)项目五：建议数字存储示波器 (X)项目六：简易数字频率计 (XI)项目七：实用信号源的设计与制作 (XII)项目八：多路数据采集系统 (XIII)☆☆☆☆☆☆☆☆黄石理工学院电气与电子信息工程学院电子技术协会☆☆☆☆☆☆☆☆黄石理工学院【永远忠于年轻的梦想】电子技术协会项目一：LED点阵书写显示屏（H题）——2009年第九届全国大学生电子设计竞赛一、任务设计并制作一个基于32×32 点阵LED 模块的书写显示屏，其系统结构如图1 所示。
在控制器的管理下，LED 点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED 点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED 是否点亮至人眼可见的显示状态（如图1 中光笔接触处的深色LED 点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。
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 乘以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 乘以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。
LED点阵书写显示屏的设计摘要以ARM系列主流32位微处理器STM32为控制核心设计LED点阵书写显示屏系统。
系统主要包括主控模块、光笔模块、键盘输入模块、液晶显示模块、电源模块和32×32LED点阵屏。
系统通过键盘进行功能切换，光电三极管作为光笔的感应器件，在STM32的控制下进行信号采集，进而实现LED点阵屏的“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移、点阵屏亮度调节、超时休眠”等功能。
经测试，系统功能齐全，响应速度快，书写流畅，各项性能指标均达到了设计要求。
Abstract：Writing Dot Matrix LED Display System is designed,which control core is ARM-series of mainstream 32-bit microprocessor of STM32.Which mainly includes Control module,Light pen module,Keyboard input module,Liquid crystal display modules,Power modules,and 32 ×32LED dot-matrix display.Function Switch is conducted by keyboard keys,a light pen sensing devices is photoelectric transistor,Under the control of the STM32 signal acquisition,LED dot-matrix screen’s function are reslized of Light,zoned light,anti-evident,and the entire screen erase,stroke erase,write continuously-word,object drag,dot-matrix screen brightness adjustment,overtime sleep,and so on.Been tested,which fully functional,fast response,writing fluency,the performance indicators have reached the design requirement.一、方案的选择和论证根据题目要求，系统可以分为几个基本模块，各模块的实现方案如下：1、控制器模块方案一：采用89C51单片机，技术成熟，调试方便，价格便宜。
青岛大学电工电子实验教学中心全国大学生电子设计竞赛LED点阵书写显示屏(H题)殷凯李健李文超2015年5月26日LED点阵书写显示屏(H题)摘要本设计基于16位超低功耗单片机MSP430G2553，使用74HC595串行驱动一块16×16的LED点阵屏，由单片机控制LED点阵屏逐行逐点进行扫描，通过光敏三极管构成的光笔将LED点阵屏上扫描产生的光信号转化为电信号，并将其送入单片机自带的ADC10模块进行模数转换，根据设定的阈值电压可以判断光笔的接触点坐标，并实现“点亮、擦除、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等功能，此外还可以使用上位机显示并控制LED点阵屏的运行状态，本设计具有功耗低、使用简单、可靠性高等特点。
关键词 MSP430 LED点阵光敏三极管 74HC595AbstractThe design of ultra low power 16 bit microcontroller based on MSP430G2553, using the 74HC595 serial driver a 16 x 16 LED dot matrix screen, controlled by the microcontroller LED dot matrix screen line point by point scanning, a light pen through the phototransistor will have a scan LED dot matrix screen light signals into electrical signals, and sends it to ADC10 SCM module foranalog-to-digital conversion, the threshold voltage can be judged according to the contact point of the light pen coordinate, and the realization of "light, erase, strike, anti significant, erase screen, erase, write more words, strokes object dragging" function, also can use the computer to display and control the running state of LED dot matrix screen, has the characteristics of low power consumption, high reliability, easy to use this design.Keywords MSP430 LED Dot Matrix Photosensitive Transistor 74HC595目录1 设计背景及意义 (1)2 方案比较与选择 (1)2.1 主控制器的选择与比较 (1)2.2 光笔检测的选择与比较 (1)2.3 操作方式的选择与比较 (1)3 总体设计 (2)4 硬件设计 (2)4.1 光笔检测电路 (2)4.2 LED点阵显示屏 (3)4.3 主控制器MSP430G2553 (3)5 软件设计 (4)5.1 主程序设计 (4)5.2 扩展设计 (4)5.3上位机设计 (5)5.4 软件流程框图 (5)6 系统测试与结果 (6)6.1 基本要求的测试与结果 (6)6.2 扩展要求的测试与结果 (6)6.3 其他扩展要求的测试与结果 (6)7 设计总结 (6)8 参考文献 (6)1 设计背景及意义随着计算机技术的发展，各种硬件设备也是日新月异、层出不穷。
在输入设备中，为了应对手写文字输入与绘画输入的需求，出现了各种手写绘画输入设备，包括手写板、绘图板等。
随着电脑的普及和网络的流行，人们对网上信息访问量迅速上升，但用键盘快速打字，对还不熟悉电脑的人们来说真是件费力又费心的事。
LED显示器分为图文显示器和视频显示器，均由LED矩阵块组成。
图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD 节目以及现场实况。
LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。
2 方案比较与选择2.1 主控制器的选择与比较方案一：采用低功耗的MSP430G2553为主控制器，内置具有基准、采样与保持以及自动扫描功能的10位200-ksps的A/D转换器，晶振频率达到32kHz，运行速度较快。
内置的16位定时器、多达24个支持触摸感测的I/O引脚，一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。
方案二：采用STC89C52单片机，成本低，程序书写简单易控制，晶振频率为12MHz，其运行速度相对较慢，需外接AD，且为8位CPU，内存空间相对较少。
方案三：采用STM32单片机为主控制器，速度快，具有72MHz的CPU工作频率和很强的运算能力，可实现点阵屏的高速扫描的一些复杂控制，但其功率相对较高，功能实现起来相对复杂。
经比较，选择方案一为主控制器。
2.2 光笔检测的选择与比较方案一：采用循环扫描LED点阵显示屏，光笔通过光敏三极管检测光信号的方式。
LED点阵显示屏在CPU的控制下不断扫描，当光笔检测到所在点处的光信号时产生电流，传回单片机产生相应的电压值且与程序所设定的电压值相比较，单片机对LED点阵显示屏上的点进行相应的操作。
方案二：采用点阵显示屏检测光笔所带LED产生的光信号的方式。
串行驱动只占用一个I/O口但速度相对较慢且亮度较低。
并行驱动占用大量I/O口且功耗大，且MSP430无法提供足够的I/O口，因此采用串行驱动。
而串行驱动下LED点阵无法实现测光。
经比较，采用方案一作为光笔检测的方案。
2.3 操作方式的选择与比较方案一：采用独立按键与上位机结合。
独立按键编程简单但每个按键占用一个I/O口，因此结合上位机来扩展功能，同时实现了上位机对本系统的操作。
方案二：为了节省I/O口，通常将按键排列成矩阵形式，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。
采用矩阵按键，提高了I/O口利用率但软件编程较为复杂，且本设计并不需要很多按键。
经比较，采用方案一作为本设计的操作方式。
3 总体设计控制器的控制方式是：当光笔感应无效时，一直显示原有的数据，采用动态扫描的方式显示，由定时器控制屏幕的扫描，即以一定的频率对屏幕进行整屏扫描，这样显示和扫描交替进行。
扫描开始时才判断光笔的感应是否有效，以免在显示的时候也产生中断。
在省电模式中，也由定时器来控制，其中扫描定时中断和省电定时中断在开机时就一直工作，省电模式就是在设定的时间内光笔没有感应到LED 发光时，就会取消显示的功能，同时关闭省电定时器，就剩下定时扫描。
当光笔感应有效时，产生外部中断，同时开启省电计时器，而且使显示功能生效，此时又是显示和扫描交替进行。
光笔检测LED 点阵显示屏的光信号，单片机对接收到的产生的电压信号分析后对LED 点阵显示屏进行相应的操作。
开启上位机操作程序后将显示进行操作的点同时可控制LED 点阵显示屏完成相应的功能。
总体设计框架如下：4 硬件设计4.1 光笔检测电路光笔检测电路由光敏三极管构成，光电流大，响应时间短，且其灵敏度非常高，易判断所在处LED 在点阵屏中的坐标，而光敏电阻及光敏二极管灵敏度相对较低且响应速度慢，此设计具有一定的速度要求，故采用光敏三极管检测光信号。
第1页，共6页光敏三极管应用电路 光敏三极管特性曲线4.2 LED 点阵显示屏 本设计所采用16×16LED 点阵显示屏，由4个8×8的共阳型点阵构建。
由于其自带4片74HC595，故此设计直接采用74HC595进行驱动，避免外加芯片使电路复杂。
74HC595是一个8位串入并出的移位寄存器和一个8位输出锁存器的结构，数据在SH_CP （移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在ST_CP （存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去，两部分互不干扰，可输出数据的同时移入数据。
由于74HC595为8位并行输出，因此16×16点阵显示屏分别需要2片控制行，2片控制列。
74HC595外形图 74HC595引脚定义74HC595应用电路4.3 主控制器MSP430G2553MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI ）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC ）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor ）。
之所以称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。
MSP430G2553系列是超低功耗混合信号微控制器，具有内置的16位定时器、多达24个支持触摸感测的I/O 引脚、一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。
第3页，共6页第2页，共6页此外，MSP430G2553系列成员还具有一个10位模数(A/D)转换器。
MSP430G2553引脚图MSP430G2553功能框图5 软件设计5.1 主程序设计主程序包括对系统初始化且进行动态扫描，液晶显示，以及“反显”、“擦除”、“睡眠”基本要求功能下数据处理程序。
其中点阵不断被扫描，在极短的时间内被点亮，完成一次AD 转换后立即熄灭，由于扫描时间极短，只会产生人眼几乎不可见的扫描微亮。
检测按下控制下的功能，当单片机内部AD检测到产生的电压值大于设定值时，视为光笔与LED点阵相接触，按照预先编写的程序完成相应操作。
5.2 扩展设计本设计完成了“反显”、“连写多字”、“对象拖移”、“休眠”等功能并可实现上位机操作。
“反显”功能下，当光笔接收到光信号所在的点已被点亮时，再次被检测到后所在点熄灭。
“连写多字”功能下，分别书写四个字存储后可进行回放。
“对象拖移”功能下，用光笔在LED点阵屏上进行拖动即可进行各个方向上的画面拖移。
“休眠”功能下当未进行操作达到所第4页，共6页设定的时间时，显示屏会停止扫描并保持其休眠前的图像。
5.3上位机设计上位机与下位机之间通过MSP430G2553自带的USCI模块中的硬件串口进行通信，上位机通过C#语言进行编写。
