手写led数码输入系统(附件)【字数：11053】
摘 要 整个人类社会发展至今智能控制越来越来重要，而控制模块中单片机控制优势十分凸显。本次设计便是基于此实现手写输入，其中显示部分则是现今广泛使用的数码LED显示，已经普遍出现在我们生活的各个领域。本次设计是以ATMEGA16为控制芯片的手写输入的LED数码显示，实现手写显示，主要功能显示0--9数字。整体硬件设计之后使其成为稳定的手写控制系统。对于重要芯片的选择，ATMEGA16为本次设计的主要控制模块核心，其功能较强且速度较高。对于传感器件在综合考虑及实验后选择了光敏三极管（3DU5C）。显示部分以四位八段共阳极数码管（CL5641BH）。另外，外置信号输入主要部件是比较器LM393。各部件的主要原理功能将在下文具体介绍。
Keywords: Phototransistor; MCU; Digital tube; Comparator 目 录
第一章 绪论 1
第二章 设计要求与方案论证 3
2.1设计要求 3
2.1.1功能 3
2.1.2要求 3
2.2系统模块的选择与论证 3
2.2.1?硬件核心的选择与论证 3
2.2.2显示模块的选择与论证 5
2.2.3比较器的介绍与论证 7
2.2.4光电感应器件的选择与论证 9
2.3 主要器件的选定 11
第三章 系统硬件电路的设计 12
3.1系统硬件概述 12
3.2主要单元电路的设计 12
3.2.1?单片机主控模块的设计? 12
3.2.2手写模块的设计 14
3.2.3显示模块的设计 15
第四章 系统软件调试 16
4.1程序流程框图 16
4.2调试与仿真 17
4.2.1 CVAVR和Progisp 软件简介 17
4.2.2 程序设计与调试步骤? 18
第五章 实物连接演示 20
5.1 实物连接 20
5.2 实物演示 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献? 25 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
附录 26
绪论
现今社会忙碌的生活和工作节奏，使得我们每个人与时间的关系都非常紧密，对时间更是又爱又恨。忙碌时希望时间快点，休闲时又希望时间能够停下。因此如何正确对待时间以及充分利用时间也就显得十分重要了。未来社会科技会成为主流，技术的革新尤为重要，为此不断地创新改进技术才能跟上时代的步伐。时间如此重要但人类却无法阻止时间流逝，但我们能做的是记录一段时间内发生的事情。面对时间，信息的保留尤其重要，所以对于信息的保留和显示我们需要做到极致。同样高速发展的信息时代也促进了信息显示技术的进步，诸多系列的显示产品也应运而生，例如LCD、LED、EL等，由于各自产品功能不同适应的场合也不同，所以对应的要求精度也不同。在诸多系列产品中LED显得尤为突出。到目前为止LED显示正凭借其独特优势占据相当大的市场。主要在于其读取之便捷、功能之多样、显示之直观、电路之简明都是同类型产品所不能企及的。
电子LED显示符合我们当今时代的发展趋势。另外电子技术的迅猛发展，也给我们老百姓的生活带来了很大的改变。以单片机为控制核心的各式各样的产品已经深深改变了我们的生产生活方式，小到家用挂钟、冰箱等家电，大到工业机器控制，更甚国家保卫之利器。
手写输入系统在市场上应用很广泛尤其是控制显示这部分，三种系统：电磁感应式、电阻式压力、电容感应式是目前市场上手写输入系统的主要分类。手写输入系统的主要核心是硬件和软件两部分，这样才能构成完善的手写系统。本次课程设计则以四位八段共阳极LED数码管取代目前常见的三类手写板。之所以选择它，就是考虑到现今数码管较为普遍大众易于接受，而且操作简单。我们只需通过简单的在数码管表面进行书写就能得到所需的数字和字符。从而完成基本操作或实现基本控制功能。此类设计对于中小型仪器设计十分有益。当然硬件设备选择好了，关键是软件部分。软件部分实现两大基本功能驱动和识别，为此扎实的硬件语言设计基础必须具备。本次程序设计部分综合考虑后决定选择高性能低功耗的ATMEGA16。因为这个课题的开放性较高，所以要求制作者对于相关知识了解较多，这样既考察了对单片机基础知识的掌握能力也强调了对单片机在很多方面的实际运用能力。而且要求设计的手写输入系统更灵敏，操作相对简洁。所以，无论是从其培养专业能力还是其本身实用目的的角度来看，手写LED数码输入系统作为一个毕业设计课题都是非常具有价值的。
本次毕设主要使用的主控核心模块是基于AVR、RISC的低功耗CMOS的八位高性能的ATMEGA16单片机。Harvard结构是其主要结构，运行方面程序和数据总线是分开的，所以具有预取指令作用。显示模块是采用数码管 CL5641BH来进行显示，可以通过控制四位八段共32个LED实现显示数字和字符。另外光笔设计部分中光敏器件选择光敏三极管 3DU5C。在主控程序方面我主要选用了两个显示程序和一个捕捉信号程序。程序完成后便通过已设置好相关参数的Progisp软件烧入ATMEGA16中，接着进行调试观察效果。
本次设计，可以说最重要的是对芯片控制的掌握，这是整个手写数码输入系统成功的关键。就比如在使用光敏三极管 3DU5C进行检测的这样一个过程中，是有着严格的顺序的，这也是为了使实验结果更符合要求。想要实现高灵敏的检测除了硬件设备的灵敏度，另外最重要的是如何实现在有限的周期内快速高效的控制显示。这就要求对程序设计的简便高效提出了要求，既要实现基本功能，也要实现高效低耗。为此扎实的语言基础显得尤其重要了，而关于本次设计的主要的程序思路是，在了解本次设计所使用的器件后，通过程序实现连接。基本思路：通过程序实现对数码管动态扫描，这点有点类似跑马灯。在循环部分区别与一般的四位循环，本次采用的是四位八段共32段LED数码管循环。再由光笔反馈信号使得光笔所触位置通过单片机控制进而实现点亮的功能。也就是说本次程序设计在显示部分有两个：一为动态快速扫描循环，四位八段共32段LED循环而且速度十分快，二为指定循环，光笔信号触发中断后，ATMEGA16响应中断进入中断程序，中断程序中对指定位实现点亮。
Keywords: Phototransistor; MCU; Digital tube; Comparator 目 录
第一章 绪论 1
第二章 设计要求与方案论证 3
2.1设计要求 3
2.1.1功能 3
2.1.2要求 3
2.2系统模块的选择与论证 3
2.2.1?硬件核心的选择与论证 3
2.2.2显示模块的选择与论证 5
2.2.3比较器的介绍与论证 7
2.2.4光电感应器件的选择与论证 9
2.3 主要器件的选定 11
第三章 系统硬件电路的设计 12
3.1系统硬件概述 12
3.2主要单元电路的设计 12
3.2.1?单片机主控模块的设计? 12
3.2.2手写模块的设计 14
3.2.3显示模块的设计 15
第四章 系统软件调试 16
4.1程序流程框图 16
4.2调试与仿真 17
4.2.1 CVAVR和Progisp 软件简介 17
4.2.2 程序设计与调试步骤? 18
第五章 实物连接演示 20
5.1 实物连接 20
5.2 实物演示 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献? 25 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
附录 26
绪论
现今社会忙碌的生活和工作节奏，使得我们每个人与时间的关系都非常紧密，对时间更是又爱又恨。忙碌时希望时间快点，休闲时又希望时间能够停下。因此如何正确对待时间以及充分利用时间也就显得十分重要了。未来社会科技会成为主流，技术的革新尤为重要，为此不断地创新改进技术才能跟上时代的步伐。时间如此重要但人类却无法阻止时间流逝，但我们能做的是记录一段时间内发生的事情。面对时间，信息的保留尤其重要，所以对于信息的保留和显示我们需要做到极致。同样高速发展的信息时代也促进了信息显示技术的进步，诸多系列的显示产品也应运而生，例如LCD、LED、EL等，由于各自产品功能不同适应的场合也不同，所以对应的要求精度也不同。在诸多系列产品中LED显得尤为突出。到目前为止LED显示正凭借其独特优势占据相当大的市场。主要在于其读取之便捷、功能之多样、显示之直观、电路之简明都是同类型产品所不能企及的。
电子LED显示符合我们当今时代的发展趋势。另外电子技术的迅猛发展，也给我们老百姓的生活带来了很大的改变。以单片机为控制核心的各式各样的产品已经深深改变了我们的生产生活方式，小到家用挂钟、冰箱等家电，大到工业机器控制，更甚国家保卫之利器。
手写输入系统在市场上应用很广泛尤其是控制显示这部分，三种系统：电磁感应式、电阻式压力、电容感应式是目前市场上手写输入系统的主要分类。手写输入系统的主要核心是硬件和软件两部分，这样才能构成完善的手写系统。本次课程设计则以四位八段共阳极LED数码管取代目前常见的三类手写板。之所以选择它，就是考虑到现今数码管较为普遍大众易于接受，而且操作简单。我们只需通过简单的在数码管表面进行书写就能得到所需的数字和字符。从而完成基本操作或实现基本控制功能。此类设计对于中小型仪器设计十分有益。当然硬件设备选择好了，关键是软件部分。软件部分实现两大基本功能驱动和识别，为此扎实的硬件语言设计基础必须具备。本次程序设计部分综合考虑后决定选择高性能低功耗的ATMEGA16。因为这个课题的开放性较高，所以要求制作者对于相关知识了解较多，这样既考察了对单片机基础知识的掌握能力也强调了对单片机在很多方面的实际运用能力。而且要求设计的手写输入系统更灵敏，操作相对简洁。所以，无论是从其培养专业能力还是其本身实用目的的角度来看，手写LED数码输入系统作为一个毕业设计课题都是非常具有价值的。
本次毕设主要使用的主控核心模块是基于AVR、RISC的低功耗CMOS的八位高性能的ATMEGA16单片机。Harvard结构是其主要结构，运行方面程序和数据总线是分开的，所以具有预取指令作用。显示模块是采用数码管 CL5641BH来进行显示，可以通过控制四位八段共32个LED实现显示数字和字符。另外光笔设计部分中光敏器件选择光敏三极管 3DU5C。在主控程序方面我主要选用了两个显示程序和一个捕捉信号程序。程序完成后便通过已设置好相关参数的Progisp软件烧入ATMEGA16中，接着进行调试观察效果。
本次设计，可以说最重要的是对芯片控制的掌握，这是整个手写数码输入系统成功的关键。就比如在使用光敏三极管 3DU5C进行检测的这样一个过程中，是有着严格的顺序的，这也是为了使实验结果更符合要求。想要实现高灵敏的检测除了硬件设备的灵敏度，另外最重要的是如何实现在有限的周期内快速高效的控制显示。这就要求对程序设计的简便高效提出了要求，既要实现基本功能，也要实现高效低耗。为此扎实的语言基础显得尤其重要了，而关于本次设计的主要的程序思路是，在了解本次设计所使用的器件后，通过程序实现连接。基本思路：通过程序实现对数码管动态扫描，这点有点类似跑马灯。在循环部分区别与一般的四位循环，本次采用的是四位八段共32段LED数码管循环。再由光笔反馈信号使得光笔所触位置通过单片机控制进而实现点亮的功能。也就是说本次程序设计在显示部分有两个：一为动态快速扫描循环，四位八段共32段LED循环而且速度十分快，二为指定循环，光笔信号触发中断后，ATMEGA16响应中断进入中断程序，中断程序中对指定位实现点亮。
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