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文档模板分析设计报告
课程：
计算机组成原理
投
影
仪
分析设计报告
院系：
安徽工程大学机电学院
专业：
计算机与软件工程系
班级：
软件2134班
组长：
贺结松
组员：
程龙杰李伟糠何国庆徐建峰朱峰钱晶
时间：
2015年06月02号
姓名
职责
程龙杰
功能分析
何国庆
模块软件
朱峰
总体软件
目录
第一章功能分析3
1.1投影仪原理功能要求3
1.1.1投影机的基本原理..........................................................................................4
1.2四大投影功能技术深度解析4
1.2.1CRT投影机的原理、特点及功能分析5
1.2.2LCD投影机的原理、特点及功能分析5
1.2.3DLP投影机的原理、特点及功能分析....................................................6
1.2.4LCOS投影机的原理、特点及功能分析....................................................7
1.3投影仪的使用功能分析...................................................................................8
1.3.1适合小型化的单板投影仪...........................................................................8
1.3.2用特殊镜片进行分光...................................................................................9
1.3.3各种场合对投影仪的要求不同...................................................................9
第二章总体软件10
2.1主函数10
第三章模块软件16
3.1温度不正常处理子程序模块....................................................................16
3.2温度不正常处理子程序模块..................................................................16
3.3驱动焦距电机的子程序模块..................................................................18
第一章功能分析
1.1投影仪原理功能要求·
投影仪是一种用来放大显示图像的投影装置。
目前已经应用于会议室演示以及在家庭中通过连接DVD影碟机等设备在大屏幕上观看电影。
在电影院，也同样已开始取代老电影胶片的数码影院放映机，被用作面向硬盘数字数据的银幕。
说到投影仪显示图像的原理，基本上所有类型的投影仪都一样。
投影仪先将光线照射到图像显示元件上来产生影像，然后通过镜头进行投影。
投影仪的图像显示元件包括利用透光产生图像的透过型和利用反射光产生图像的反射型。
无论哪一种类型，都是将投影灯的光线分成红、绿、蓝三色，再产生各种颜色的图像。
因为元件本身只能进行单色显示，因此就要利用3枚元件分别生成3色成分。
然后再通过棱镜将这3色图像合成为一个图像，最后通过镜头投影到屏幕上。
1.1.1投影机的基本原理
使用图像显示元件，分别产生红、绿、蓝三色图像，然后通过合成进行投影。
图像显示元件包括3类（见下图）。
其中采用液晶的有2类，分别是采用光透过型液晶的透过型液晶元件和采用可反射光的反射型液晶的元件。
后一种元件是DMD（数字微镜元件），每个像素使用一个微镜，通过改变反射光的方向来生成图像。
1.2四大投影功能技术深度解析
综观现在的投影机，从芯片的工作原理上无非就是CRT、LCD、DLP、LCOS这几种。
CRT作为一种技术最成熟的产品，其宽广的色域是其它几种投影机所无法媲美的！
但其无法进行工业化生产导致其价格昂贵、笨重的体积、烦琐的调整使其摆脱不了“廉颇老亦”的结局。
但优异的显示性能，使其还在高端领域应用，这种投影机以SONYG90为代表，使其在航空、航海等领域的模拟器中大显身手。
目前在商业及家用市场，基本上被LCD、DLP投影机这两种投影机所瓜分。
但LCOS投影机也呈现出勃勃生机。
1.2.1CRT投影机的原理、特点及功能分析
CRT投影机又名三枪投影机，它主要是由三个CRT管组成。
CRT（CathodeRayTube）是阴极射线管，主要是由电子枪、偏转线圈及管屏组成。
为了使CRT管在屏幕上显示图像信息，CRT投影机把输入的信号源分解到R（红）、G（绿）、B（蓝）三个CRT管的荧光屏上，荧光粉在高压作用下发光，经过光学系统放大和会聚，在大屏幕上显示出彩色图像。
1.2.2LCD投影机的原理、特点及功能分析
液晶显示技术利用了液晶的光电效应。
液晶的光电效应是指液晶分子的某一排列状态由于外加电场而改变液晶单元的透光率或反射率。
LCD投影机利用金属卤素灯或UHP（冷光源）提供外光源，将液晶板作为光的控制层，通过控制系统产生的电信号控制相应像素的液晶，液晶透明度的变化控制了通过液晶的光的强度，产生具有不同灰度层次及颜色的信号，显示输出图像，属于被动式投影方式。
1.2.3DLP投影机的原理、特点及功能分析
DLP技术专利为美国德州仪器（TI）公司拥有，目前DMD芯片、DMD控制器等核心部件还是由TI独家提供。
经过几年的发展，目前DLP技术的应用领域在逐步扩张，其应用领域涉及数字电影、大屏幕拼接显示、前投式投影机一直到背投电视等大屏幕显示的方方面面。
DLP技术的优点有：
DLP技术以反射式DMD为基础，是一种纯数字的显示方式，图像中的每一个像素点都是由数字式控制的3原色生成，每种颜色有8位到10位的灰度等级，DLP技术的这种数字特性可以获得精确数字灰度等级以及颜色再现。
与透射式液晶显示LCD技术相比，投射出来的画面更加细腻；不需要偏振光，在光效率的应用上较高；此外，DLP技术投影产品投射影像的像素间距很小，形成几乎可以无缝的画面图像。
正是基于以上原因，DLP投影机产品一般对比度都比较高，黑白图像清晰锐利，暗部层次丰富，细节表现丰富；在表现计算机信号黑白文本时画面精确、色彩纯正，边缘轮廓清晰。
根据DLP投影机中包含的DMD数字微镜的片数，人们又将投影机分为单片DLP投影机，两片DLP投影机和三片DLP投影机。
目前市场上出现的DLP投影机，有许多都属于单片机，这种单片DLP投影机主要适用在各种便携式投影产品中，这种投影机的整个机身一般小于A4纸张的面积，专为流动行政人员而设计，外壳一般是典雅优美的镁合金外壳，不要看这种单片DLP投影机的体积小巧，但它的功能可强大的很呢，清晰度高、画面均匀，色彩锐利，有了这种投影机，大家要工作时，可以随时把它塞进公文包里，马上出发，直接给客户展示色彩绚丽、画面清晰的效果。
两片DLP投影机与单片DLP投影机相比，多使用了一片DMD芯片，其中一片单独控制红色光，另一片控制蓝、绿色光的反射，与单片DLP投影机相同的，使用了高速旋转的色轮来产生全彩色的投影图像，它主要应用于大型的显示墙，适用于一些大型的娱乐场合和需要大面积显示屏幕的用户。
三片DLP投影机，三片DMD芯片分别反射三原色中的一种颜色，已经不需要再使用色轮来滤光了；使用三片DMD芯片制造的投影机亮度最高可达到12000ANSI流明，它抛弃了传统意义上的会聚，可随意变焦，调整十分便利；只是分辨率不高，不经压缩分辨率只能达到1280×1024这样的标准，它常常用于对亮度要求非常高的特殊场合下。
1.2.4LCOS投影机的原理、特点及功能分析
LCOS（LiquidCrystalOnSilicon，硅上液晶或片上液晶）投影机的基本原理与LCD投影机相似，只是LCOS投影机是利用LCOS面板来调变由光源发射出来欲投影至屏幕的光信号。
LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板及反射层，液晶被注入于CMOS集成电路芯片和透明玻璃基板之间，CMOS芯片被磨平抛光后当作反射镜，光线透过玻璃基板和液晶材料，经调光后从芯片表面反射出来。
与LCD投影机最大的不同是LCD投影机是利用光源穿过LCD作调变，属于穿透式，而LCOS投影机中是利用反射的架构，所以光源发射出来的光并不会穿透LCOS面板，属于反射式。
采用LCOS技术的投影机通常都采用三片LCOS面板。
LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板，无法让光线直接穿过，因此在LCOS投影机系统中，LCOS面板前均多加了PBS（PolarizationBeamSpliter，偏极化分光镜），将入射LCOS面板的光束与反射后的光束分开。
除了PBS以外，LCOS投影机的主要结构在导光及分光合光部分的设计与LCD投影机大同小异。
1.3投影仪的使用功能分析
1.3.1适合小型化的单板投影仪
投影仪使用的元件有3类，而实际采用这些元件的产品则分为如下4类：
（1）只使用1枚DMD的单板式DLP投影仪、
（2）使用3枚透过型液晶的液晶投影仪、（3）使用3枚DMD的3板式DLP投影仪和（4）使用3枚反射型液晶元件的液晶投影仪。
从显示红、绿、蓝三色图像的投影仪原理看，基本上都是3板式。
然而像DMD一样图像显示性能较高的元件有1枚即可构成投影仪。
DMD的单枚价格较高，也是采用单板式设计的原因之一。
使用DMD的DLP投影仪除部分大型产品外基本上都是单板式。
单板式DLP投影仪并不预先分离光线，而是通过由红、绿、蓝三色构成一种光线的彩色滤色器，按顺序切换三种颜色（见图6）。
彩色滤色器每秒旋转60～180次。
通过彩色滤色器的光线照射到DMD上。
DMD高速连续显示三色图像，照射红色光时显示红色成分的图像，照射绿色光时显示绿色成分的图像。
被DMD反射的三色图像通过镜头进行投影。
单板式DLP投影仪由于对比度高、响应速度快，因此适合于家庭影院等视频显示领域。
而且光学系统不需太大，因此设计小巧、重量轻，且便携性强，因此还适合于与电脑一起携带使用。
不过，也有人指出单板式DLP投影仪使用彩色滤色器连续显示三色图像也产生了相应的缺点。
这就是高速的图像显示而导致颜色分离的“彩虹现象”。
有人指出颜色分离会“觉得晃眼睛”。
面向家庭影院的产品通过提高彩色滤色器的旋转速度，并将滤色器分为6个，或除三色外再加上白色等方法减轻了这种分色现象。
1.3.2用特殊镜片进行分光
采用投影仪基本结构即3板式的投影仪包括如下3类：
（1）普及型即采用透过型液晶的产品、
（2）采用DMD的高价产品和采用反射型液晶元件的高价产品。
下面以液晶投影仪为例介绍一下此类产品的结构（图7，点击放大）。
首先要将对身体有害的紫外线和影响到温度的红外线从投影灯发出的光线中去除掉。
然后根据波长将光分离成红、绿、蓝3色。
分离光线时采用一种名为“分色镜”的特殊镜片。
分色镜具有只让特定波长的光通过而反射其他光线、或者只反射特定光而让剩余光线通过的特性。
先分离红色，接着分离绿色，最后剩下的就是蓝色光。
有的产品则按蓝、绿、红的顺序进行分离。
由图像元件生成3色图像，然后利用棱镜将这些光进行合成。
为了形成自然色，按红3、绿6、蓝1的比例对光线进行合成。
1.3.3各种场合对投影仪的要求不同
会议室使用和家庭使用的要求不同投影仪根据元件种类及采用的元件数量不同，特点也各不相同。
不过，实际产品除元件外还根据用途进行了调整。
投影仪的用途大体分为3个方面。
首先是会议室等场合使用的演示用途，第二个是在家庭中观看电影的家庭影院用途，第三个则是电影院等场合中放映数字电影的数码放映机。
在产品数量最多的演示和家庭影院方面，12万～60万日元左右的小型产品已经广泛使用。
此类产品的销量方面，采用透过型液晶元件的约为8成，采用DMD的约为2成。
在会议室和各类活动中，电影院使用的是采用3枚DMD的DLP投影仪和采用反射型液晶元件的投影仪。
是否重视亮度，是否重视对比度及色彩表现效果，因不同的用途而异。
演示用投影仪主要设想在会议室使用。
在会议室，为了做记录，周围环境必须要达到一定的亮度。
因此对投影仪有亮度要求。
如果亮度达到1500ANSI流明到2000ANSI流明之间，即便周围光线明亮，也可以进行正常投影。
而且由于需要显示表格等细小文字，因此还要示具有较高的分辨率。
最近大多都达到了与电脑显示器相同的XGA（1024×768像素）规格以上。
另一方面，家庭影院方面，由于可以降低房间亮度，因此亮度要求较低。
取而代之的是对比度能否能够更深地表现黑色，能够充分表现出对于表示肌肤非常重要的红色。
为了提高色彩表现效果，“通过改进分光镜的制造工艺，能够充分表现出红色和绿色效果”（三洋电机消费者企业集团AV解决方案公司投影仪业务部商品规划部商品规划科科长杉村一人）。
另外，使用反射型液晶元件的高价投影仪已经开始采用光波分布接近自然光、色彩表现效果较好的佳能投影灯。
第二章总体软件
2.1主函数
/**********************主函数******************/
voidmain（void）
{init（）;//上电时初始化
while
（1）//无限循环
{
if（on_off）//若启动标志为1
{
if（!
off_flag）{start（）;off_flag=1;}//若原来停机等待，则启动
check_tem=1;check_light=1;//温度与光源检测端置为输入状态
if（（!
check_tem）&&（!
check_light））//若光源与温度正常
{
if（drv_flag）//若已启动驱动板
{drv_mot（）;//调用驱动焦距电机的子程序，进行调焦
gled=0;rled=1;//正常工作过程，绿灯亮
gled_flash=0;rled_flashf=0;rled_flashs=0;//绿灯慢闪标志复位，
//红灯快、慢闪标志复位
out_light=0;//投影光源亮
out_fan=0;//冷却风扇转
}
}
if（check_tem）fun_tem（）;//若温度不正常，调用fun_tem（）子程序处理
if（check_light）fun_light（）;//若光源不正常，调用fun_light（）子程序处理
}
else//否则启动标志为0，进入关机或待机过程
{
if（off_flag）//若关机标志有效
{if（drv_flag）fun1（）;}//若已启动驱动板，进入关机过程
rled=0;gled=1;//正常待机过程
out_light=1;//投影光源灭
out_fan=1;//冷却风扇停转
}
}
}
/*******************初始化子函数**********************/
voidinit（）
{inc=1;dec=1;m0=1;m1=1;//
check_tem=1;
check_light=1;
P3_2=1;P3_3=1;
init_timer1（）;
IT0=1;IT1=1;
/*====================*/
on_off=0;off_flag=0;drv_flag=0;
off10s_flag=0;
}
/********************定时器1初始化***********************/
voidinit_timer1（）
{
TMOD=0x11;
TH0=-（48000/256）;
TL0=-（48000%256）;
IE=0x8f;
TR1=1;
}
/*********************定时器1中断服务子函数***********************/
voidtime1（void）interrupt3using1
{
TH0=-（48000/256）;//重装定时初值
TL0=-（48000%256）;
/*--------------------*/
if（gled_flash）//若绿灯慢闪标志有效
{cnt++;//开始计数
if（cnt>=10）{gled=!
gled;cnt=0;}//每0.5秒绿灯闪动一次
}
/*---------------------*/
if（rled_flashs）//若红灯慢闪标志有效
{cnt++;
if（cnt>=10）{rled=!
rled;cnt=0;}//每0.5秒红灯闪动一次
}
/*-------------------------*/
if（rled_flashf）//若红灯快闪标志有效
{cnt++;
if（cnt>=2）{rled=!
rled;cnt=0;}//每0.1秒红灯闪动一次
}
/*-----------------------*/
if（time3m）//若3分启动标志有效
{counter++;//开始计数
if（counter>=2510）{over3m=1;counter=0;}//3分到，则3分溢出标志置位
}
/*------------------------*/
if（time30s）//若30秒启动标志有效
{counter++;//开始计数
if（counter>=400）{over30s=1;counter=0;}//30秒到，则30秒溢出标志置位
}
/*--------------------*/
if（off10s_flag）//若10秒关机标志有效
{counter++;//开始计数
if（counter>=130）{off10s_flag=0;key_flag=1;counter=0;}
//若10秒内无第二次关机按键动作，则键计数器置1，继续保持开机工作
}
}
/*******************外中断0服务子函数**********************/
voidzd_int0（）interrupt0using2//遥控控制开/关机
{
on_off=!
on_off;//开/关机标志取反，"1"开，"0"关
}
/*********************外中断1服务子函数********************/
voidzd_int1（）interrupt2using3//手动控制开/关机
{
delay（5）;//延时5mS再判
if（P3_3==0）key_flag++;//若键依旧按下，键计数器递加
if（key_flag==1）{on_off=1;off10s_flag=0;}//键计数器为1，则开机
if（key_flag>=3）key_flag=0;//键计数器的范围为0-2，即0-20秒有效
if（key_flag==0）{on_off=0;off10s_flag=0;}//键计数器为0，则关机等待
if（key_flag==2）off10s_flag=1;//键计数器为2，进入关机状态
/*机器已工作情况下，10秒内连按二次关机键，键计数器为2，进入关机。
否则，10秒一到，键计数器又置1继续进入工作。
因为电脑认为可能有人不慎碰到关机键*/
while（P3_3==0）//等待释放键后退出中断子函数
{delay（5）;
if（P3_3==1）break;}
}
/********************延时k*1mS子函数*********************/
voiddelay（uintk）
{
uinti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<121;j++）
{;}}
}
/**********************启动子函数**********************/
voidstart（）
{gled_flash=0;rled_flashf=0;rled_flashs=0;//复位相关标志
gled=0;rled=1;//绿灯亮
out_light=0;//点亮投影灯光源
out_fan=0;//冷却风扇启动
time30s=1;//30秒标志置位
EX0=0;EX1=0;//开放INT0、INT1中断
while（!
over30s）;//等延时30秒
time30s=0;//相关标志复位
over30s=0;
if（!
check_light）//若光源检测端为低电平，即光源正常发光
{
if（!
drv_flag）{drv（）;drv_flag=1;}//若驱动板启动标志为"0"（尚未启动），
//调用触发子函数
}
EX0=1;EX1=1;//关闭外中断
}
/************************产生触发驱动板的负脉冲子函数*************************/
voiddrv（）//产生1mS的负脉冲
{
out_drv=1;
out_drv=0;
delay
（1）;
out_drv=1;
}
第三章模块软件
3.1光源不正常处理子程序模块
/******************光源不正常处理子函数*******************/
voidfun_light（）
{if（drv_flag）{drv（）;drv_flag=0;}
out_fan=0;
out_light=1;gled=1;
rled_flashf=0;
rled_flashs=1;
over3m=0;
time3m=1;
EX0=0;EX1=0;
while（!
over3m）{out_light=1;out_fan=0;}
EX0=1;EX1=1;
time3m=0;
over3m=0;
on_off=0;
while（!
on_off）
{out_fan=1;out_light=1;gled=1;off_flag=0;key_flag=0;
rled_flashf=0;rled_flashs=1;gled_flash=0;off10s_flag=0;
if（on_off）{rled_flashs=0;break;}
}
}
3.2温度不正常处理子程序模块
/******************温度不正常处理*******************/
voidfun_tem（）
{if（drv_flag）{drv（）;drv_flag=0;}
out_fan=0;
out_light=1;gled=1;
rled_flashf=1;
rled_flashs=0;
over3m=0;
time3m=1;
EX0=0;EX1=0;
while（!
over3m）{out_light=1;out_fan=0;}
EX0=1;EX1=1;
time3m=0;
over3m=0;
on_off=0;
while（!
on_off）
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