驱动电磁式盲文显示装置显示盲文字符的集成电路

摘要

本发明公开了一种驱动电磁式盲文显示装置显示盲文字符的集成电路。5V-3.3V电压转换模块，经USB线与PC机相连，VCC？3.3V脚与LCD液晶接口、SD卡接口和主控制器的VCC？3.3V脚相连，？VCC？5V脚与LCD液晶接口和120-通道多路分路电路的VCC？5V脚相连；SD卡接口与主控制器相连，主控制器一路经接口与LCD液晶相连，另一路经120-通道多路分路电路和ULN2803放大电路与电磁式盲文显示装置相连；电压转换模块对LCD液晶模块、SD卡模块、主控制器和120-通道多路分路电路供电，开关电源对ULN2803放大电路供电。该电路能满足驱动和控制盲文触点和对LCD液晶屏幕的显示。

说明书

技术领域

本发明涉及电磁式盲文显示装置，具体地说是涉及一种驱动电磁式盲文显示装置显示盲文字符的集成电路。

背景技术

电磁式盲文显示装置触点的空间分布很密很紧凑，点距、方距和行距的几何尺寸很小，给盲文点显器的机构布局带来了难度；触点数目多，每个触点都独立运动，都要有各自的驱动器，给盲文点显器的结构布局和运动控制带来难度。如果一行盲文有40方，就有240个独立的触点，必须有240个独立的驱动器；触点的运动刷新频率高，给驱动器的性能提出了很高的要求。驱动器必须给每一个触点提供足够的支撑力，如果触点的支撑力<0.15N，盲人就无法分辨触点时候赌气；每个触点的上升位移精度高，如果上升的位移<0.2mm，盲人难以分辨触点是否凸起；如果上升位移>0.5mm盲人触摸的舒适度就差。盲文点显器的成本和售价过于昂贵，以压电陶瓷盲文点显器为例，一个盲文点字符需要100~150美元，一行二十个盲文点字符的售价为2000~3000美元，绝大多数盲人根本无法承受，严重阻碍了盲文点显器的推广和普及。以电磁式盲文点显示装置机械本体为对象设计的集成电路相较于其他盲文点显器具有响应速度快、触点的支撑力大、原材料和加工制造成本价格低廉等优点。可以弥补纸质盲文书的多钟劣势，有助于盲人无障碍低获取盲文资源，加快盲文点显器的普及和推广，具有较高的研发价值和社会公益性。

因此，研发一种驱动电磁式盲文显示装置显示盲文字符的集成电路十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动电磁式盲文显示装置显示盲文字符的集成电路。该集成电路能驱动电磁式盲文显示装置的120个盲文触点的上下凹凸运动，凹凸点组合实现盲文字符的显示。并控制LCD液晶屏幕显示盲文字符和相对应的中文汉字。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括5V-3.3V电压转换模块、SD卡模块、主控制器、LCD液晶模块、开关电源、120-通道多路分路电路、ULN2803放大电路和电磁式盲文显示装置；所述5V-3.3V电压转换模块，通过USB接口经USB线与PC机相连，OUT引脚分别与LCD液晶接口、SD卡接口和主控制器的VCC3.3V引脚相连，IN引脚分别与LCD液晶接口和120-通道多路分路电路的VCC5V引脚相连；SD卡插在SD卡接口与主控制器相连，主控制器一路经LCD液晶接口与LCD液晶相连，另一路经120-通道多路分路电路和ULN2803放大电路与电磁式盲文显示装置相连；5V-3.3V电压转换模块分别对LCD液晶模块、SD卡模块、主控制器和120-通道多路分路电路供电，开关电源对ULN2803放大电路供电。

所述SD卡模块，包括SD卡和SD接口，SD卡插在SD卡接口，SD卡接口的CD/DATA3引脚与主控制器的PD2/TIM3_ETR/UATR5_RX/SDIO_CMD引脚相连，CMD引脚与主控制器的PB15/SPI2_MOSI/I2S2_SD/TIM1_CH3N引脚相连，CLK引脚与主控制器的PB13/SPI2_SCK/I2S2_CK/USART3_CTS/TIM1_CH1N引脚相连，DATA0引脚与主控制器的PB14/SPI2_MISO/USART3_RTS/TIM1_CH2N引脚相连。

所述主控制器为STM32F103ZET6单片机，经LCD液晶接口与LCD液晶相连；主控制器的PG12/FSMC_NE4引脚与LCD液晶模块的LCD片选信号控制LCD_CS引脚相连；PG0/FSMC_A10引脚与LCD命令/数据标志信号控制引脚RS相连；PD5/FSMC_NWE引脚与LCD写入数据信号控制引脚LCD_WR/CLK相连；PD4/FSMC_NOE引脚与LCD读取数据信号控制引脚RD相连；NRST引脚与LCD复位信号控制引脚RST相连；主控制器的双向数据传输引脚PD14/FSMC_D0、PD15/FSMC_D1、PD0/FSMC_D2、PD1/FSMC_D3、PE7/FSMC_D4、PE8/FSMC_D5、PE9/FSMC_D6、PE10/FSMC_D7、PE11/FSMC_D8、PE12/FSMC_D9、PE13/FSMC_D10、PE14/FSMC_D11、PE15/FSMC_D12、PD8/FSMC_D13、PD9/FSMC_D14和PD10/FSMC_D15与LCD接口的DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7、DB8、DB10、DB11、DB12、DB13、DB14、DB15、DB16和DB17引脚相连。

所述LCD液晶模块，包括LCD液晶接口和LCD液晶；LCD液晶经LCD液晶接口与主控制器相连；LCD液晶接口与主控制器的连接；LCD液晶插接在LCD液晶接口上。

所述开关电源，正极与ULN2803放大电路的COM引脚相连。

所述120-通道多路分路电路，包括15个74HC573锁存器；15个74HC573锁存器的数据信号D1～D8引脚分别和主控制器的PC0/ADC123_IN10、PC1/ADC123_IN11、PC2/ADC123_IN12、PC3/ADC123_IN13、PC4/ADC123_IN14、PC5/ADC123_IN15、PC6/I2S2_MCK/TIM8_CH1/SDIO_D6和PC7/I2S3_MCK/TIM8_CH2/SDIO_D7引脚相连；第一锁存器的LE引脚与主控制器的PA0-WKUP/USART2_CTS/ADC123_IN0/TIM5_CH1/TIM2_CH1_ETR/TIM8_ETR引脚相连；第二锁存器的LE引脚与主控制器的PA2/USART2_TX/ADC123_IN2/TIM5_CH3/TIM2_CH3引脚相连；第三锁存器的LE引脚与主控制器的PA3/USART2_RX/ADC123_IN3/TIM5_CH4/TIM2_CH4引脚相连；第四锁存器的LE引脚与主控制器的PA5/SPI1_SCK/DAC_OUT2/ADC12_IN5引脚相连；第五锁存器的LE引脚与主控制器的PA6/SPI1_MISO/TIM8_BKIN/ADC12_IN6/TIM3_CH1引脚相连；第六锁存器的LE引脚与主控制器的PA7/SPI1_MOSI/TIM8_CH1N/ADC12_IN7/TIM3_CH2引脚相连；第七锁存器的LE引脚与主控制器的PE2/TRACECK/FSMC_A23引脚相连；第八锁存器的LE引脚与主控制器的PE3/TRACED0/FSMC_A19引脚相连；第九锁存器的LE引脚与主控制器的PB10/I2C2_SCL/USART3_TX引脚相连；第十锁存器的LE引脚与主控制器的PB11/I2C2_SDA/USART3_RX引脚相连；第十一锁存器的LE引脚与主控制器的PG7/FSMC_INT3引脚相连；第十二锁存器的LE引脚与主控制器的PG8引脚相连；第十三锁存器的LE引脚与主控制器的PG13/FSMC_A24引脚相连；第十四锁存器的LE引脚与主控制器的PG14/FSMC_A25引脚相连；第十五锁存器的LE引脚与主控制器的PG15引脚相连。

所述ULN2803放大电路，包括15个ULN2803达林顿管；第一达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第一锁存器的Q1～Q8引脚相连；第二达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第二锁存器的Q1～Q8引脚相连；第三达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第三锁存器的Q1～Q8引脚相连；第四达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第四锁存器的Q1～Q8引脚相连；第五达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第五锁存器的Q1～Q8引脚相连；第六达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第六锁存器的Q1～Q8引脚相连；第七达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第七锁存器的Q1～Q8引脚相连；第八达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第八锁存器的Q～Q8引脚相连；第九达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第九锁存器的Q1～Q8引脚相连；第十达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第十锁存器的Q1～Q8引脚相连；第十一达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第十一锁存器的Q1～Q8引脚相连；第十二达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第十二锁存器的Q1～Q8引脚相连；第十三达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第十三锁存器的Q1～Q8引脚相连；第十四达林顿管的IN1～IN8引脚分别和十四锁存器的Q1～Q8引脚相连；第十五达林顿管的IN1～IN8引脚分别和第十五锁存器的Q1～Q8引脚相连。

所述电磁式盲文显示装置，电磁式盲文显示装置的排针接口经排线与ULN2803放大电路的排针接口相连。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

1.利用120-通道多路分路电路和ULN2803放大电路能够独立的控制电磁式盲文显示装置的电磁线圈，从而独立的控制120个盲文触点的上下凹凸运动。

2.当开关电源提供6V的电压时，能够控制盲文触点提供足够大的支撑力，凹凸触点具有明显的区别度，触摸舒适。

3.可以在控制盲文显示装置的触点显示盲文字符的同时，控制LCD液晶屏幕显示盲文字符和相对应的中文汉字。

因此，本发明采用集成电路能够满足驱动和控制盲文触点和LCD液晶屏幕显示的性能。本发明的结构简单、易于控制、工作性能较好。

附图说明

图1是本发明的基本组成示意图。

图2本发明的5V-3.3V电压转换模块电路图。

图3本发明的SD卡模块电路图。

图4本发明的主控制器最小系统电路图。

图5本发明的LCD液晶模块接口电路图。

图6本发明的120-通道多路分路电路电路图。

图7本发明的ULN2803放大电路电路图。

图中：1、PC机，2、USB线，3、5V-3.3V电压转换模块，4、SD卡模块，5、主控制器（STM32F103ZET6），6、LCD液晶模块，7、开关电源，8、120-通道多路分路电路，9、ULN2803放大电路，10、盲文显示装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明包括5V-3.3V电压转换模块3、SD卡模块4、主控制器5、LCD液晶模块6、开关电源7、120-通道多路分路电路8、ULN2803放大电路9和电磁式盲文显示装置10。所述的5V-3.3V电压转换模块3，通过它的USB接口经USB线2与PC机1相连，另一端OUT（VCC3.3V）引脚与LCD液晶接口、SD卡接口和主控制器的VCC3.3V引脚相连，VCC(VCC5V)引脚与LCD液晶接口和120-通道多路分路电路的VCC5V引脚相连；SD卡插在SD卡接口与主控制器5相连，主控制器5一路经LCD液晶接口与LCD液晶相连，另一路经120-通道多路分路电路8和ULN2803放大电路9与电磁式盲文显示装置10相连。5V-3.3V电压转换模块3对LCD液晶模块6、SD卡模块4、主控制器5和120-通道多路分路电路8供电，开关电源7对ULN2803放大电路9供电。

如图3所示，SD卡模块4，包括SD卡和SD接口，SD卡插在SD卡接口，SD接口的CD/DATA3引脚与主控制器5的PD2/TIM3_ETR/UATR5_RX/SDIO_CMD引脚相连，CMD引脚与主控制器5的PB15/SPI2_MOSI/I2S2_SD/TIM1_CH3N引脚相连，CLK引脚与主控制器5的PB13/SPI2_SCK/I2S2_CK/USART3_CTS/TIM1_CH1N引脚相连，DATA0引脚与主控制器5的PB14/SPI2_MISO/USART3_RTS/TIM1_CH2N引脚相连；所述四个引脚用于主控制器5利用SPI方式对SD卡进行读写操作。

如图4和图5所示，主控制器5为STM32F103ZET6单片机，经LCD液晶接口与LCD液晶相连；主控制器5的PG12/FSMC_NE4引脚与LCD液晶模块6的LCD片选信号控制LCD_CS引脚相连；PG0/FSMC_A10引脚与LCD命令/数据标志信号控制引脚RS相连；PD5/FSMC_NWE引脚与LCD写入数据信号控制引脚LCD_WR/CLK相连；PD4/FSMC_NOE引脚与LCD读取数据信号控制引脚RD相连；NRST引脚与LCD复位信号控制引脚RST相连；主控制器5的双向数据传输引脚PD14/FSMC_D0、PD15/FSMC_D1、PD0/FSMC_D2、PD1/FSMC_D3、PE7/FSMC_D4、PE8/FSMC_D5、PE9/FSMC_D6、PE10/FSMC_D7、PE11/FSMC_D8、PE12/FSMC_D9、PE13/FSMC_D10、PE14/FSMC_D11、PE15/FSMC_D12、PD8/FSMC_D13、PD9/FSMC_D14和PD10/FSMC_D15与LCD接口的DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7、DB8、DB10、DB11、DB12、DB13、DB14、DB15、DB16和DB17引脚相连，用于主控制器5与LCD液晶模块的数据传输。

如图5所示，LCD液晶模块的VDD3.3（VCC3.3V引脚与）5V-3.3V电压转换模块的OUT（VCC3.3V）引脚相连；LCD液晶模块的BL_VDD（VCC5V引脚与）5V-3.3V电压转换模块的VCC(VCC5V)引脚相连；LCD液晶模块接口通过排针接口与LCD液晶相连。

如图6所示，120-通道多路分路电路8，包括15个74HC573锁存器；15个74HC573锁存器的数据信号D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8引脚分别和主控制器5的PC0/ADC123_IN10、PC1/ADC123_IN11、PC2/ADC123_IN12、PC3/ADC123_IN13、PC4/ADC123_IN14、PC5/ADC123_IN15、PC6/I2S2_MCK/TIM8_CH1/SDIO_D6和PC7/I2S3_MCK/TIM8_CH2/SDIO_D7引脚相连，用于数据的传输；第一锁存器的LE引脚与主控制器的PA0-WKUP/USART2_CTS/ADC123_IN0/TIM5_CH1/TIM2_CH1_ETR/TIM8_ETR引脚相连；第二锁存器的LE引脚与主控制器的PA2/USART2_TX/ADC123_IN2/TIM5_CH3/TIM2_CH3引脚相连；第三锁存器的LE引脚与主控制器的PA3/USART2_RX/ADC123_IN3/TIM5_CH4/TIM2_CH4引脚相连；第四锁存器的LE引脚与主控制器的PA5/SPI1_SCK/DAC_OUT2/ADC12_IN5引脚相连；第五锁存器的LE引脚与主控制器的PA6/SPI1_MISO/TIM8_BKIN/ADC12_IN6/TIM3_CH1引脚相连；第六锁存器的LE引脚与主控制器的PA7/SPI1_MOSI/TIM8_CH1N/ADC12_IN7/TIM3_CH2引脚相连；第七锁存器的LE引脚与主控制器的PE2/TRACECK/FSMC_A23引脚相连；第八锁存器的LE引脚与主控制器的PE3/TRACED0/FSMC_A19引脚相连；第九锁存器的LE引脚与主控制器的PB10/I2C2_SCL/USART3_TX引脚相连；第十锁存器的LE引脚与主控制器的PB11/I2C2_SDA/USART3_RX引脚相连；第十一锁存器的LE引脚与主控制器的PG7/FSMC_INT3引脚相连；第十二锁存器的LE引脚与主控制器的PG8引脚相连；第十三锁存器的LE引脚与主控制器的PG13/FSMC_A24引脚相连；第十四锁存器的LE引脚与主控制器的PG14/FSMC_A25引脚相连；第十五锁存器的LE引脚与主控制器的PG15引脚相连。

如图7所示，ULN2803放大电路9，包括15个ULN2803达林顿管；第一达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第一锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第二达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第二锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第三达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第三锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第四达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第四锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第五达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第五锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第六达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第六锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第七达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第七锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第八达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第八锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第九达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第九锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第十达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第十锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第十一达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第十一锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第十二达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第十二锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第十三达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第十三锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第十四达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和十四锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；第十五达林顿管的IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7和IN8引脚分别和第十五锁存器的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8引脚相连；15个达林顿管组成的ULN2803放大电路最后通过排针接口与盲文显示装置10的排针接口相连。

本发明的工作原理：

主控制器5读取SD卡内文档内容，内容经主控制器5处理之后转化成I/O口电平信号，利用分时复用原理，将信号输送到由15个锁存器组成的120-通道多路分路电路8，信号经由15个锁存器组成的120-通道多路分路电路8到达由15个达林顿管组成的ULN2803放大电路9，信号经ULN2803放大电路9放大之后，驱动电磁式盲文显示装置10的电磁线圈工作，电磁线圈的通断电驱动电磁式盲文显示装置10的触针上下凹凸运动，触针的凹凸运动使触针上的触点凹凸显示，组合形成盲文字符的显示。