电磁式盲文点显器集成控制系统研发

摘要

中国是全世界盲人数量最多的国家，约占全球盲人总人数的21％。盲文点显器可以动态生成盲文字，可为盲人提供数字化的盲文资源，提高盲人的文化水平。盲文点显器主要由机械装置和控制系统两部分组成，其中，控制系统是盲文点显器的人机交互接口，是驱动盲文触针运动的核心部件。
　　本文在第一代电磁式盲文点显器控制系统的基础上，研发出第二代电磁式盲文点显器的集成控制系统，包括硬件电路的集成设计和制造，控制软件的设计和实现，并对此系统性能进行了实验测试和评价。
　　硬件电路主要是设计功能电路，搭建集成电路平台为控制软件服务。控制软件的实质是控制电流信号，用电流信号控制逻辑电路的通断，来驱动盲文点显器的机械装置工作，动态生成盲文字。
　　硬件电路主要由降压电路、一键下载电路、液晶显示电路、SD卡存储模块、按键电路、语音播报模块、120路盲文点阵驱动模块和外部Flash存储模块等组成。首先在Altium Designer软件上完成电路板的设计，把各个功能模块集成在一起，然而，开展电路仿真，验证电路设计的正确性，最后，制造出集成电路板。
　　控制软件包括盲文显示机械装置的驱动、液晶显示屏的操作、SD卡读取大容量文本的显示、盲文翻译系统和按键驱动等功能。通过Keil软件编写控制程序和各个底层驱动代码，移植硬件电路的控制器，构成一个完整的嵌入式系统。
　　本文开展了输入电压与接触力大小的测试实验、与第一代盲文点显装置性能的对比实验、LED模拟控制的实验，验证了硬件电路和控制软件的正确性、稳定性和可靠性。浙江省盲人学校盲童对电磁式盲文点显器测试表明，本文研发的集成控制系统能够正确地控制电磁式盲文点显器的机械装置，快速生成盲文字。
　　最后，对整篇论文内容进行了总结和展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 盲文的由来及组成

1．3 国内外盲文点显器控制的研究现状

1．4 盲文显示装置控制系统研究的重点和难点

1．5 论文的主要内容

第二章 基于ARM盲文点显示装置的硬件电路设计

2．1 引言

2．2 盲文点显示装置的内部结构

2．3 基于ARM盲文显示装置的中央处理器系统

2．3．1 复位电路

2．3．3 时钟电路

2．3．4 启动模式

2．4 基于ARM盲文显示装置控制系统硬件输入模块设计

2．4．1 盲文显示装置控制系统电源模块

2．4．2 盲文显示装置控制系统SD卡模块

2．4．3 盲文显示装置控制系统外部Flash电路设计

2．4．4 盲文点显装置控制系统一键下载电路

2．4．5 盲文点显装置控制系统按键电路

2．5 基于ARM盲文显示装置控制系统硬件输出模块设计

2．5．1 盲文显示装置控制系统液晶显示电路

2．5．2 盲文显示装置控制系统语音播报电路

2．5．3 120路通路功率放大电路

2．6 基于ARM盲文显示装置控制系统整体电路设计

2．7 集成电路板的制造

2．8 本章小结

第三章 盲文显示装置控制软件系统开发

3．1 引言

3．2 盲文显示装置控制软件按键检测

3．3 盲文显示装置控制软件液晶显示

3．4 盲文显示装置控制软件SD卡储存

3．5 盲文显示装置控制软件翻译系统

3．6 盲文显示装置控制软件的机械驱动开发

3．7 本章小结

4．1 引言

4．2 盲文显示装置可行性分析

4．2．1 盲文显示装置电压和触点力关系

4．2．2 盲文显示装置功耗和受热分析

4．2．3 盲文显示装置响应速度分析

4．3 盲文显示装置系统外围设备测试验证

4．3．1 盲文显示装置SD卡通讯测试

4．3．2 盲文显示装置LCD各级目录显示

4．4 盲文显示装置机械显示验证

4．5 一代盲文显示装置与二代显示装置的对比实验

4．5．1 硬件比较

4．5．2 软件比较

4．6 盲文显示装置在盲校的教学实验

4．7 本章小结

5．1 论文总结

5．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研项目和成果

致谢