应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统。上位机控制平台连接电源输入电路和串口通讯电路，电源输入电路与复位电路相连，电源输入电路、串口通讯电路、复位电路、列驱动锁存电路和行驱动位移缓存电路均连接到主控制器；电源输入电路、列驱动锁存电路、行驱动位移缓存电路均与光显示装置连接；主控制器将来自上位机控制平台的数据转换为信号并分别输入至行驱动位移缓存电路和列驱动锁存电路，行驱动位移缓存电路和列驱动锁存电路控制光显示装置10的点亮以及亮度强弱。本发明专利技术电路简单、电路稳定、集成度高，能够很好地满足LED点阵控制需求，并可应用于心理感知测试实验等。

Lattice Control Integrated Circuit System for Psychological Perception Experiment

The invention discloses a dot matrix control integrated circuit system applied to psychological perception experiment. The upper computer control platform connects the power input circuit and the serial communication circuit. The power input circuit is connected with the reset circuit. The power input circuit, the serial communication circuit, the reset circuit, the column drive latch circuit and the row drive displacement buffer circuit are all connected to the main controller. The power input circuit, the column drive latch circuit and the row drive displacement buffer circuit are all connected with the optical display device. The main controller converts the data from the upper computer control platform into signals and inputs them into row-driven displacement buffer circuit and column-driven latch circuit respectively. The row-driven displacement buffer circuit and column-driven latch circuit control the brightness and brightness of the optical display device 10. The invention has the advantages of simple circuit, stable circuit and high integration, can well meet the demand of LED lattice control, and can be applied to psychological perception test experiments, etc.

【技术实现步骤摘要】
应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统
本专利技术涉及点阵驱动电路
，具体地说是一种应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统。
技术介绍
LED具有高效的能源利用率其电光利用率几乎达到百分之一百，高出传统白炽灯十倍左右，节能环保并且使用寿命长，控制稳定等。而心理视觉感知测试实验需要亮度稳定并且亮度可调可控同时可计算的光显示装置，所以LED组合成的点阵系统可以满足其精密的实验测试要求。结合上位机控制平台可以轻松快捷的实现LED点阵的点亮与灰度控制，拓展性能良好，可以结合电磁式盲文点显器等其余外设设备，实现一定的教育科研功能，并且还可以提供一定照明任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统。该集成电路能连接上位机控制平台的人机界面，接受上位机指令。同时通过数字信号控制驱动电路，最后通过模拟信号控制光显示装置，可以随意控制单点或多点LED的亮灭以及亮度变化。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术包括上位机控制平台、电源输入电路、串口通讯电路、复位电路、主控制器、列驱动锁存电路、行驱动位移缓存电路、光显示装置；上位机控制平台通过USB接口连接到电源输入电路和串口通讯电路，电源输入电路还与复位电路相连，电源输入电路、串口通讯电路、复位电路、列驱动锁存电路和行驱动位移缓存电路均连接到主控制器；电源输入电路、列驱动锁存电路、行驱动位移缓存电路均与光显示装置连接；主控制器将来自上位机控制平台的数据转换为信号并分别输入至行驱动位移缓存电路和列驱动锁存电路，行驱动位移缓存电路将信号输出到光显示装置的对应行，列驱动锁存电路将信号输出到光显示装置的对应列，从而控制光显示装置10的点亮以及亮度强弱。USB接口包括USB1，USB1的GND脚接地，USB1的VCC脚经下拉钽电容C8接地；电源输入电路、串口通讯电路均连接到USB接口，所述的电源输入电路包括开关接口K1，开关接口K1的I/O1脚与USB1的VCC脚相连，开关接口K1的I/O1脚还经电容C4接地。串口通讯电路包括转换芯片U2，转换芯片U2的D+脚和D-脚分别连接到USB1的D+脚和USB1的D-脚，转换芯片U2的VCC脚与USB接口1的VCC脚相连；转换芯片U2的XI脚与XO脚分别经电容C6、电容C7接地，电容C6C7之间并联有晶振Y2，转换芯片U2的V3脚经电容C5与GND脚相连并共同接地；复位电路的复位开关RESET1的两端分别连接到开关接口K1的TAP1脚和主控制器的复位RST引脚，复位开关RESET1与钽电容+C1并联后经电阻R1接地。所述主控制器包括单片机U1，单片机U1的XTAL1脚与STAL2脚分别经电容C2、电容C3相连后接地，电容C2和电容C3之间并联有晶振Y1，单片机U1的GND脚接地，单片机U1的VCC脚与电源输入电路中TAP1引脚相连，单片机U1的串行输入RXDP3.0脚与转换芯片U2的TXD引脚相连；单片机U1的串行输出TXDP3.1脚与转换芯片U2的RXD引脚相连。所述的列驱动锁存电路包括第一锁存器h1和第二锁存器h2，第一锁存器h1和第二锁存器h2的D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8引脚分别对应连接到单片机U1的P1.0(T2)脚、P1.1(T2EX)脚、P1.2脚、P1.3脚、P1.4脚、P1.5脚、P1.6脚、P1.7脚；第一锁存器h1的OE脚、LE脚分别与单片机U1的(A8)P2.0脚、P3.3(INT1)脚相连；第二锁存器h2的OE脚、LE脚分别与单片机U1的P2.1(A9)脚、INT0P3.2脚相连。所述的行驱动移位缓存电路包括第一位移缓存器U1、第二位移缓存器U2和第三位移缓存器U3，第一位移缓存器U1的OE脚、SCLK脚、RCLK/CS脚、SDI脚分别连接到单片机U1的(A13)P2.5脚、(A10)P2.2脚、(A11)P2.3脚和(A12)P2.4脚；第二位移缓存器U2的RCLK/CS脚、SCLK脚和OE脚分别与单片机U1的(A11)P2.3脚、(A10)P2.2脚和(A14)P2.6脚相连；第二位移缓存器U2的SDI脚与第一位移缓存器U1的SDO脚相连；第三位移缓存器U3的RCLK/CS脚、SCLK脚、OE脚分别与单片机U1的A11P2.3脚、A10P2.2脚和A15P2.7脚相连；第三位移缓存器U3的SDI脚与第二位移缓存器U2的SDO脚相连。所述光显示装置主要由124个LED组成，124个LED呈19行×12列分布，每一行LED阳极连在一起，每一列的LED阴极连在一起；19行由上到下依次为H1～H19，12列由左到右依次为L1～L12，光显示装置的H1～H8的阳极引脚分别连接在第一位移缓存器U1的QA～QH脚；光显示装置的H9～H16的阳极引脚分别连接在第二位移缓存器U2的QA～QH脚；光显示装置的H17～H19的阳极引脚分别连接在第三位移缓存器U3的QA～QC脚；光显示装置的L1～L8的阴极引脚分别连接在第一锁存器h1的Q1～Q8脚；光显示装置的L9～L12的阴极引脚分别连接在第二锁存器h2的Q1～Q4脚。所述的上位机控制平台经USB线连接到USB接口，USB接口分别与电源输入电路和串口通讯电路相连。所述的第一锁存器h1和第二锁存器h2的D1～D8脚相连并分别对应连接到排针P5的8个脚，单片机U1通过排针P5与列驱动锁存电路相连；第一位移缓存器U1的OE脚、SCLK脚、RCLK/CS脚、SDI脚和第二位移缓存器U2的RCLK/CS脚、SCLK脚和OE脚以及第三位移缓存器U3的RCLK/CS脚、SCLK脚、OE脚均连接到排针P3上，单片机U1通过排针P3与行驱动位移缓存电路相连接。光显示装置的L1～L8的阴极引脚均连接到排针P1上，第一锁存器h1的Q1～Q8引脚和第二锁存器h2的Q1～Q4引脚均连接到排针P6上，光显示装置通过通过排针P1、P6连接到列驱动锁存电路；光显示装置的H1～H19的阳极引脚均连接到排针P2上，第一位移缓存器U1的QA～QH引脚、第二位移缓存器U2的QA～QH引脚和第三位移缓存器U3的QA～QC引脚均连接到排针P4上，光显示装置通过排针P2、排针P4连接到行驱动移位缓存电路。光显示装置的点亮由行驱动位移缓存电路和列驱动锁存电路对应选通的行和列控制，光显示装置的亮度强弱由上位机控制平台通过控制行驱动位移缓存电路和列驱动锁存电路的使能引脚来调节。本专利技术与
技术介绍
相比，具有的有益效果是：1.通过USB接口与上位机连接，使用者可以根据自己的需要控制LED单点或者多点的亮灭以及亮度控制。2.使用USB转串口实现通讯功能，结构简单、实时性能良好，同时能供给系统全部工作电压电流，使用方便。3.采用驱动芯片性能良好，可以驱动124个LED正常工作，且亮度一致，LED工作性能稳定，长时间使用不会产生因使用而引起器件参数变化。因此，本专利技术能够满足心理视觉感知测试实验所需要的实时性、稳定性、易于控制等各种要求。附图说明图1是本专利技术的基本组成示意图。图2本专利技术的电源输入模块与USB接口电路连接示意图。图3本专利技术的串口通讯电路电路图。图4本专利技术的复位电路电路图。图5本专利技术的主控制器最小系统电路图。图6本专利技术的列驱动锁存电路电路图。图7本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统，其特征在于：包括上位机控制平台(1)、电源输入电路(4)、串口通讯电路(5)、复位电路(6)、主控制器(7)、列驱动锁存电路(8)、行驱动位移缓存电路(9)、光显示装置(10)；上位机控制平台(1)通过USB接口(3)连接到电源输入电路(4)和串口通讯电路(5)，电源输入电路(4)还与复位电路(6)相连，电源输入电路(4)、串口通讯电路(5)、复位电路(6)、列驱动锁存电路(8)和行驱动位移缓存电路(9)均连接到主控制器(7)；电源输入电路(4)、列驱动锁存电路(8)、行驱动位移缓存电路(9)均与光显示装置(10)连接；主控制器(7)将来自上位机控制平台(1)的数据转换为信号并分别输入至行驱动位移缓存电路(9)和列驱动锁存电路(8)，行驱动位移缓存电路(9)将信号输出到光显示装置(10)的对应行，列驱动锁存电路(8)将信号输出到光显示装置(10)的对应列，从而控制光显示装置10的点亮以及亮度强弱。

【技术特征摘要】
1.一种应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统，其特征在于：包括上位机控制平台(1)、电源输入电路(4)、串口通讯电路(5)、复位电路(6)、主控制器(7)、列驱动锁存电路(8)、行驱动位移缓存电路(9)、光显示装置(10)；上位机控制平台(1)通过USB接口(3)连接到电源输入电路(4)和串口通讯电路(5)，电源输入电路(4)还与复位电路(6)相连，电源输入电路(4)、串口通讯电路(5)、复位电路(6)、列驱动锁存电路(8)和行驱动位移缓存电路(9)均连接到主控制器(7)；电源输入电路(4)、列驱动锁存电路(8)、行驱动位移缓存电路(9)均与光显示装置(10)连接；主控制器(7)将来自上位机控制平台(1)的数据转换为信号并分别输入至行驱动位移缓存电路(9)和列驱动锁存电路(8)，行驱动位移缓存电路(9)将信号输出到光显示装置(10)的对应行，列驱动锁存电路(8)将信号输出到光显示装置(10)的对应列，从而控制光显示装置10的点亮以及亮度强弱。2.根据权利要求1所述的一种应用于心理感知实验的点阵控制集成电路系统，其特征在于：USB接口(3)包括USB1，USB1的GND脚接地，USB1的VCC脚经下拉钽电容C8接地；电源输入电路(4)、串口通讯电路(5)均连接到USB接口(3)，所述的电源输入电路(4)包括开关接口K1，开关接口K1的I/O1脚与USB1的VCC脚相连，开关接口K1的I/O1脚还经电容C4接地；串口通讯电路(5)包括转换芯片U2，转换芯片U2的D+脚和D-脚分别连接到USB1的D+脚和USB1的D-脚，转换芯片U2的VCC脚与USB接口1的VCC脚相连；转换芯片U2的XI脚与XO脚分别经电容C6、电容C7接地，电容C6C7之间并联有晶振Y2，转换芯片U2的V3脚经电容C5与GND脚相连并共同接地；复位电路(6)的复位开关RESET1的两端分别连接到开关接口K1的TAP1脚和主控制器(7)的复位RST引脚，复位开关RESET1与钽电容+C1并联后经电阻R1接地；所述主控制器(7)包括单片机U1，单片机U1的XTAL1脚与STAL2脚分别经电容C2、电容C3相连后接地，电容C2和电容C3之间并联有晶振Y1，单片机U1的GND脚接地，单片机U1的VCC脚与电源输入电路(4)中TAP1引脚相连，单片机U1的串行输入RXDP3.0脚与转换芯片U2的TXD引脚相连；单片机U1的串行输出TXDP3.1脚与转换芯片U2的RXD引脚相连；所述的列驱动锁存电路(8)包括第一锁存器h1和第二锁存器h2，第一锁存器h1和第二锁存器h2的D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8引脚分别对应连接到单片机U1的P1.0(T2)脚、P1.1(T2EX)脚、P1.2脚、P1.3脚、P1.4脚、P1.5脚、P1.6脚、P1.7脚；第一锁存器h1的OE脚、LE脚分别与单片机U1的(A8)P2.0脚、P3.3(INT1)脚相连；第二锁存器h2的OE脚、LE脚分别与单片机U1的P2.1(A9)脚、INT0P3.2脚相连；所述的行驱动移位缓存电路(9)包括第一位移缓存器U1、第二位移缓存器U2和第三位移缓存器U3，第一位移缓存器U1的OE脚、SCLK脚、RCLK/CS...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文珍，蔡群，陈立翰，吴新丽，张敏雄，赵维，
申请(专利权)人：浙江理工大学，北京大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33