[实用新型]一种具有无线通信功能的触摸屏输入LED汉字显示系统

说明书

技术领域

本实用新型是基于ATMEL公司的ATmega16单片机控制的具有触摸屏输入功能并能够进行无线通信的LED汉字显示系统，属于工业自动化产品。 

背景技术

目前大部分LED汉字显示系统是不能够将需要显示的汉字实时输入系统的，主要将汉字字型码编写到程序中，依靠数据线将程序下载到控制芯片，这种方式耗时费力，不仅需要专业的下载设备，而且要求使用者具有较高的计算机程序编写能力。此外，输入设备既需要通过导线与LED显示屏相连接，又需要为每一个LED显示屏装配信息输入设备，降低了系统各部分的灵活性也造成了资源的浪费。并且，使用这种方法显示的汉字字型过于单调，无法显示出手写的效果。同时，有些LED显示屏放置在位置较高或较为偏僻的地方，编程人员在进行操作时需要承担较大的生命危险。 

发明内容

发明目的： 

本实用新型的目的主要有四个：一、使LED汉字显示系统能够实现自由的信息输入，用先进的技术替代过时的人工操作，不仅大大节省了劳动力资源，而且允许更多的用户根据需要在LED显示屏上显示汉字；二、避免操作人员到危险位置现场进行操作的情况，保护人员的生命安全；三、能够使LED显示出类似书写体的汉字，而不是印刷体的汉字；四、使一个信息输入设备能控制多个LED显示屏，节约资源、减少对设备的投资并增加系统各部分的灵活性。

本实用新型的技术方案是这样实现的： 

整个系统包括触摸屏输入电路、触摸屏控制电路、无线通信发送端控制电路、无线通信发送电路、无线通信接收电路、汉字显示控制电路、驱动电路、16×16LED显示屏和相关软件组成。其中由触摸屏输入电路、触摸屏控制电路、无线通信发送端控制电路、无线通信发送电路四部分构成触摸屏输入及无线通信发送子系统，由无线通信接收电路、汉字显示控制电路、驱动电路、16×16LED显示屏四部分构成无线通信接收及汉字显示子系统。触摸屏输入电路由4线电阻式触摸屏构成，能够将作用于触摸屏上的位置触动信号转换成相应的模拟电压信号并输出到触摸屏控制电路上。触摸屏控制电路基于ADS7846芯片构成，能够将从触摸屏输入电路输入的模拟电压信号转换成对应X、Y坐标电压的数字量并通过同步串行通信输出到无线通信发送端控制电路中。无线通信发送端控制电路由ATmega16单片机及时钟、复位、电源等外围电路构成，是触摸屏输入及无线通信发送子系统的核心，能够对从触摸屏控制电路输入的位置坐标电压信号进行消除抖动处理并据此计算出相应的位置坐标值后通过SPI串行通信接口输出到无线通信发送电路。无线通信发送电路基于nRF24L01+芯片构成，能够将无线通信发送端控制电路通过SPI串行通信发送来的数据通过无线通信发送出去。无线通信接收电路也是基于nRF24L01+芯片构成，能够接收无线通信发送电路发射的触点位置坐标信号，并将该信号通过SPI串行通信接口传递到汉字显示控制电路中。汉字显示控制电路依然是基于ATmega16单片机构成，并具有电源、时钟、复位等外围电路，是无线通信接收及汉字显示子系统的核心部分，能够根据接收到的触点位置坐标信号控制16×16LED 显示屏相应位置的LED的发光情况。汉字显示控制电路接收到有效的触点位置坐标后计算出相应的汉字字型码并通过同步串行通信接口将数据输出到驱动电路，控制16×16LED显示屏的汉字显示。驱动电路基于74HC595芯片构成，一方面将ATmega16单片机输出的串行字型码数据转换成能够控制LED显示的并行信号，另外一方面提供给LED显示屏正常工作所需的电能。四个74HC595芯片级联在一起，其每个并行输出引脚连接着16×16LED 显示屏的一列或一行LED，控制着16×16LED 显示屏相应行或列的LED的开通与关断。为了尽量少占用芯片引脚，在显示时采用动态扫描的方式，每次只控制一列LED的开通与关断，此时对应列的74HC595的输出引脚为高电平，连接在每一行LED的74HC595芯片引脚输出显示该列信息的字型码，延时一段时间之后显示下一列，这样逐列扫描显示汉字。利用人眼存在短暂的视觉停留，在显示时通过ATmega16单片机内部的定时器产生的中断将扫描频率控制在25Hz。