数码手写笔一体化设计【字数：9376】
摘 要数码手写笔一体化是一种智能控制系统，而在控制模块中，单片机控制有着非常突出的优势。本设计就是依据单片机控制实现在数码管上手写输入数字，数码管再将数字显示出来，从而实现对数码管的智能控制。本次设计以ATMEGA16为主要控制模块核心，其功能较强且速度较高。传感器件则选择了光敏三极管（3DU5C），光敏三极管能将光信号转换成电信号，还可以对电信号进行放大。另外，外置信号输入主要部件是比较器LM393。经过测试，本设计成功实现了在数码管上手写输入的功能。证明了利用单片机用手写的方式控制数码管是可行的，为以后对这方面的研究打下了坚实的基础。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2研究的意义 2
1.3国内外的现状与发展前景 2
1.4研究目标和主要内容 3
第二章 设计要求与方案论证 4
2.1 设计要求 4
2.1.1 功能 4
2.1.2 要求 4
2.2 系统模块的选择与论证 4
2.2.1 单片机的选择与论证 4
2.2.2 显示模块的选择与论证 5
2.2.3 比较器的介绍 6
2.2.4 光电感应器件的选择与论证 7
第三章 系统硬件电路的设计 9
3.1 系统硬件概述 9
3.2 主要单元电路的设计 9
3.2.1 单片机主控模块的设计 9
3.2.2 手写模块的设计 10
3.2.3 显示模块的设计 12
第四章 系统软件调试 13
4.1 程序流程框图 13
4.2 调试与仿真 14
4.2.1 CVAVR和Progisp 软件简介 14
4.2.2 程序设计与调试步骤 14
第五章 实物连接与演示 15
5.1 实物连接 15
5.2 实物演示 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录 19
第一章 绪论
1.1引言< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 现今社会，电子技术的发展日新月异，人们的生活也受益于各种电子产品的影响变得越来越便捷。科技对人类社会的发展起着越来越重要的作用，每一次的技术革新都使人类社会发生天翻地覆的变化。因此，我们需要不断的进行创新改进技术,这样才能跟上时代的步伐，做到不被社会所淘汰。十九世纪末到二十世纪初，电子技术开始发展起来，成为一种新兴技术，在二十世纪的时候发展最为迅速，应用最为广泛，成为近代科学技术发展史上的一个里程碑[1]。在十八世纪末到十九世纪初，由于生产力的蓬勃发展，电磁现象方面的研究和探索进展得很快，1785年法国科学家库伦发现了电流的库仑定律[2]。在1904年，英国人J. A. Fleming 研发出了二极管(diode或 valve)，二极管是一种可以用于检测无线电信号的器件。 在1906 年，L. D. Forest 通过改进二极管，在二极管的基础上安装了第三个电极，发明了具有放大作用的三极管，这是电子学早期历史中一个里程碑式的发明。1948 年，晶体管在美国贝尔实验室中诞生。1958 年，集成电路的第一个样品诞生。从此，电子技术的发展获得了一个质的突破。电子技术是一种研究电子器件构成及其电路的技术。其中半导体器件是一种构成基本电路的较为常用的元器件。随着电子技术不断的蓬勃发展及突破性的技术攻克，各种新型半导体器件不断的涌现出来，令人目不暇接。随着功率半导体复合器件的出现和应用，世界开始进入了现代电力电子时代[3]。
信息显示技术也跟随着电子技术的发展而不停进步，例如LCD、LED、EL等系列的显示产品也因此而诞生。在这些显示产品中LED读取便捷、功能多样、显示直观、电路简明，显得非常突出。LED凭借着以上优点在显示市场上占据了非常大的份额。在20世纪80年代，LED多色显示屏技术就已经诞生，开始是文字屏，后来衍生出了动画屏。90年代初期阶段，集成电路技术不断发展，甚至实现了LED显示屏的视频技术，电视图像可以通过这种技术直接传到显示屏上[4]。90年代中期阶段，超高亮度的蓝色LED和绿色LED成功的被研制出来了，并迅速被投入生产，LED显示屏在户外的应用被极大的扩展。目前，LED显示屏在许多公共场所都已经能够广泛应用，例如，体育馆、广场、商场等地方。纳斯达克全彩屏，位于美国时代广场，是户外显示屏中最为出名的，纳斯达克全彩屏的面积高达120英尺×90英尺，由1900万只超高亮度的LED制成。发光二极管在市场上的应用已经形成了规模，成为了一项新兴产业,并且呈现十分稳定的增长。
数码手写笔一体化是一种运用电子技术，以单片机为核心，可对LED数码管进行手写显示的技术。本章在基于前人的科研成果下，简单的介绍数码手写笔一体化技术在国内外的现状及发展前景。
1.2研究的意义
现在,市场上的显示设备大多通过间接操控实现显示，例如投影仪，需要通过电脑操控，或者需要其它设备支持才能实现投影显示。如果按照传统使用方式，电脑里的多媒体内容需要投影机通过VGA线跟电脑相连，然后才能投影在更大的屏幕上。在电脑上的操作也同样需要投影机通过VGA线跟电脑相连才能够在幕布上同步显示。传统使用方式的利处是多数的投影仪都带VGA接口，能够轻松与电脑连接，是最普遍的一种使用方式。弊处是使用起来较为麻烦，使用投影仪就必须要连线，拆装起来也比较费事。新型使用方式的投影仪能够无线连接，只要用WIFI把电脑、手机或pad跟WiPlug都连接起来就可以了，然后在投影仪的幕布上就可以同步显示电脑、手机或pad里的内容了。无论是传统使用方式还是新型使用方式的投影仪使用起来都较为麻烦,，复杂。市面上缺少直接在显示仪器上操作就可实现显示的设备。由此，本设计正是针对这一现象专门对这方面的内容进行了深入的实践研究。
数码手写笔一体化就是一种可以在LED数码管上直接进行手写操作，然后数码管显示的一种新颖的技术。能有效的填补市面上缺少直接在显示仪器上操作就可以实现显示的空白。例如，可以用来替换教学用的黑板，老师只需要使用一只配套的光电笔就可以在由LED数码管集成的板子上进行书写[5]。较之传统黑板，省去了粉笔的消耗，并且教师也避免了被粉尘侵害，导致身体健康受损的情况。而且LED数码管显示出的字符比之粉笔书写出的字符更加醒目，对学生来说更清晰可见。
手写输入系统尤其是控制显示这部分在市场上应用很广泛，目前市场上手写输入系统主要有三类：电磁感应式、电阻式压力、电容感应式。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[6]。本设计则以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易于被普遍大众接受，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。从而实现基本控制功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2研究的意义 2
1.3国内外的现状与发展前景 2
1.4研究目标和主要内容 3
第二章 设计要求与方案论证 4
2.1 设计要求 4
2.1.1 功能 4
2.1.2 要求 4
2.2 系统模块的选择与论证 4
2.2.1 单片机的选择与论证 4
2.2.2 显示模块的选择与论证 5
2.2.3 比较器的介绍 6
2.2.4 光电感应器件的选择与论证 7
第三章 系统硬件电路的设计 9
3.1 系统硬件概述 9
3.2 主要单元电路的设计 9
3.2.1 单片机主控模块的设计 9
3.2.2 手写模块的设计 10
3.2.3 显示模块的设计 12
第四章 系统软件调试 13
4.1 程序流程框图 13
4.2 调试与仿真 14
4.2.1 CVAVR和Progisp 软件简介 14
4.2.2 程序设计与调试步骤 14
第五章 实物连接与演示 15
5.1 实物连接 15
5.2 实物演示 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录 19
第一章 绪论
1.1引言< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 现今社会，电子技术的发展日新月异，人们的生活也受益于各种电子产品的影响变得越来越便捷。科技对人类社会的发展起着越来越重要的作用，每一次的技术革新都使人类社会发生天翻地覆的变化。因此，我们需要不断的进行创新改进技术,这样才能跟上时代的步伐，做到不被社会所淘汰。十九世纪末到二十世纪初，电子技术开始发展起来，成为一种新兴技术，在二十世纪的时候发展最为迅速，应用最为广泛，成为近代科学技术发展史上的一个里程碑[1]。在十八世纪末到十九世纪初，由于生产力的蓬勃发展，电磁现象方面的研究和探索进展得很快，1785年法国科学家库伦发现了电流的库仑定律[2]。在1904年，英国人J. A. Fleming 研发出了二极管(diode或 valve)，二极管是一种可以用于检测无线电信号的器件。 在1906 年，L. D. Forest 通过改进二极管，在二极管的基础上安装了第三个电极，发明了具有放大作用的三极管，这是电子学早期历史中一个里程碑式的发明。1948 年，晶体管在美国贝尔实验室中诞生。1958 年，集成电路的第一个样品诞生。从此，电子技术的发展获得了一个质的突破。电子技术是一种研究电子器件构成及其电路的技术。其中半导体器件是一种构成基本电路的较为常用的元器件。随着电子技术不断的蓬勃发展及突破性的技术攻克，各种新型半导体器件不断的涌现出来，令人目不暇接。随着功率半导体复合器件的出现和应用，世界开始进入了现代电力电子时代[3]。
信息显示技术也跟随着电子技术的发展而不停进步，例如LCD、LED、EL等系列的显示产品也因此而诞生。在这些显示产品中LED读取便捷、功能多样、显示直观、电路简明，显得非常突出。LED凭借着以上优点在显示市场上占据了非常大的份额。在20世纪80年代，LED多色显示屏技术就已经诞生，开始是文字屏，后来衍生出了动画屏。90年代初期阶段，集成电路技术不断发展，甚至实现了LED显示屏的视频技术，电视图像可以通过这种技术直接传到显示屏上[4]。90年代中期阶段，超高亮度的蓝色LED和绿色LED成功的被研制出来了，并迅速被投入生产，LED显示屏在户外的应用被极大的扩展。目前，LED显示屏在许多公共场所都已经能够广泛应用，例如，体育馆、广场、商场等地方。纳斯达克全彩屏，位于美国时代广场，是户外显示屏中最为出名的，纳斯达克全彩屏的面积高达120英尺×90英尺，由1900万只超高亮度的LED制成。发光二极管在市场上的应用已经形成了规模，成为了一项新兴产业,并且呈现十分稳定的增长。
数码手写笔一体化是一种运用电子技术，以单片机为核心，可对LED数码管进行手写显示的技术。本章在基于前人的科研成果下，简单的介绍数码手写笔一体化技术在国内外的现状及发展前景。
1.2研究的意义
现在,市场上的显示设备大多通过间接操控实现显示，例如投影仪，需要通过电脑操控，或者需要其它设备支持才能实现投影显示。如果按照传统使用方式，电脑里的多媒体内容需要投影机通过VGA线跟电脑相连，然后才能投影在更大的屏幕上。在电脑上的操作也同样需要投影机通过VGA线跟电脑相连才能够在幕布上同步显示。传统使用方式的利处是多数的投影仪都带VGA接口，能够轻松与电脑连接，是最普遍的一种使用方式。弊处是使用起来较为麻烦，使用投影仪就必须要连线，拆装起来也比较费事。新型使用方式的投影仪能够无线连接，只要用WIFI把电脑、手机或pad跟WiPlug都连接起来就可以了，然后在投影仪的幕布上就可以同步显示电脑、手机或pad里的内容了。无论是传统使用方式还是新型使用方式的投影仪使用起来都较为麻烦,，复杂。市面上缺少直接在显示仪器上操作就可实现显示的设备。由此，本设计正是针对这一现象专门对这方面的内容进行了深入的实践研究。
数码手写笔一体化就是一种可以在LED数码管上直接进行手写操作，然后数码管显示的一种新颖的技术。能有效的填补市面上缺少直接在显示仪器上操作就可以实现显示的空白。例如，可以用来替换教学用的黑板，老师只需要使用一只配套的光电笔就可以在由LED数码管集成的板子上进行书写[5]。较之传统黑板，省去了粉笔的消耗，并且教师也避免了被粉尘侵害，导致身体健康受损的情况。而且LED数码管显示出的字符比之粉笔书写出的字符更加醒目，对学生来说更清晰可见。
手写输入系统尤其是控制显示这部分在市场上应用很广泛，目前市场上手写输入系统主要有三类：电磁感应式、电阻式压力、电容感应式。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[6]。本设计则以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易于被普遍大众接受，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。从而实现基本控制功能。
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