劉友澈

（浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 紹興 312000）

0 前言

傳統(tǒng)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(wú)論哪種黑板都沒有離開粉筆，飛揚(yáng)的粉塵損害著師生的身心健康。視覺效果受環(huán)境光線的影響，也受觀察角度的影響，有時(shí)甚至看不清黑板上的內(nèi)容。不但引起視覺疲勞，誘發(fā)近視眼，而且也影響學(xué)習(xí)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(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)，但仍然存在價(jià)格較貴等無(wú)法克服的局限和弊端。大多數(shù)時(shí)候，投影顯示屏只能用來(lái)顯示信息，如果需要做筆記、進(jìn)行標(biāo)注，還是只能借助于鍵盤和鼠標(biāo)。當(dāng)然這樣可以進(jìn)行交互式的展示和討論，但是卻沒有傳統(tǒng)的黑板那么直接。不能直接在顯示界面上進(jìn)行書寫和操作成了多媒體投影的一大弱點(diǎn)。

為了徹底消除傳統(tǒng)黑板的種種缺點(diǎn)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(wú)粉塵、任意書寫、繪圖且價(jià)格便宜的LED書寫顯示屏，它可與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，顯示動(dòng)態(tài)或靜態(tài)畫面。亮度可調(diào)，顏色可選，保護(hù)了視力，有利于師生的身心健康，增加教學(xué)和學(xué)習(xí)的興趣。

1 系統(tǒng)框圖

圖1 整體系統(tǒng)框圖

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 磁筆與磁敏電阻的選用

為了對(duì)其他發(fā)光二極管產(chǎn)生干擾本課題中采取了三種措施。首先，根據(jù)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(chǎng)作用下其阻值會(huì)達(dá)到3K大小。另外，在磁筆的選用和制作時(shí)也要考慮磁筆在接觸顯示屏?xí)r可能引起周圍二極管同時(shí)發(fā)光，所以我們?cè)谶x用磁筆時(shí)其筆頭所帶的磁體應(yīng)該是十分小但也不會(huì)影響其書寫的效果。最后，在確定電阻阻值的時(shí)候也考慮到了這點(diǎn)，所以，根據(jù)同相比例運(yùn)算放大的特性，使得1號(hào)管腳輸出電壓在2.6V左右，即能夠?qū)崿F(xiàn)輸出脈沖實(shí)現(xiàn)書寫的效果又降低的靈敏度不會(huì)引起周圍二極管的反映。綜合這三點(diǎn)的考慮基本上解決了抗干擾這個(gè)問(wèn)題。

2.2 電磁檢測(cè)及顯示

圖2 電磁檢測(cè)及顯示

采用D觸發(fā)器給二極管提供電壓使二極管發(fā)光顯示，D觸發(fā)器只有在收到脈沖信號(hào)使才會(huì)觸發(fā)，在其他時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，從而提高了觸發(fā)器的可靠性和抗干擾能力。在比較器7號(hào)腳有高低電平變化產(chǎn)生脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器3號(hào)腳才會(huì)產(chǎn)生CLK信號(hào)使得二極管工作。本文所用觸發(fā)器是動(dòng)態(tài)輸入，表明在CP上升沿觸發(fā)。采用的磁敏電阻為遇到磁場(chǎng)后的阻值是原來(lái)的三倍,根據(jù)磁敏電阻原來(lái)阻值為1K可以計(jì)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(jī)P1和P2口連接二極管，可以將二極管的信號(hào)傳送的單片機(jī)里面，單片機(jī)檢測(cè)到信號(hào)后會(huì)自動(dòng)將信息保存，另外設(shè)計(jì)單片機(jī)自動(dòng)掃描周期為1S，在掃描時(shí)如果檢測(cè)到信號(hào)與原來(lái)信號(hào)是一致的那么不存儲(chǔ)，如果與原來(lái)信號(hào)不一致，那么將自動(dòng)存儲(chǔ)信號(hào)，如果檢測(cè)到信號(hào)為0時(shí)，將放棄存儲(chǔ)本次檢測(cè)到的信息。然后單片機(jī)通過(guò)串行通信可以將存儲(chǔ)的信息傳遞給計(jì)算機(jī)。

3 程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)主要完成整個(gè)硬件系統(tǒng)的初始化、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)、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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試[M].2版.華中科技大學(xué)出版社，2000.

［2］周樂挺.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].高等教育出版社，2005.

［3］汪國(guó)強(qiáng).LED技術(shù)及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社，2007.