1．激光显示器的原理及功能分析
激光显示器由显示机构和控制器两部分组成，显示机构为两个低音喇叭推动两面小镜子来控制激光束在×、Y两个方向的偏转角度，从而在显示面上显示出各种图形符号来。其原理框图如下图所示。
控制器由CPU、D/A转换、功率放大电路、电源电路(含变压器)、机箱等组成，最后输出驱动两个喇叭。控制器有4位数码管显示、4个发光二极管显示和4位按键开关作为人机接口。CPIJ及与DA转换为自主设计区，LM358构成的电流一电压转换及电压放大电路为贴片元件元件区，即要求PCB设计此区域电路时所用元件必须采用贴片封装。
控制器内部有安装底板，安装底板用来安装变压器和线路板。变压器的安装位置已确定，线路板的大小可由参赛队自行确定，安装在安装底板上的排孔上。
控制器的前面板安装电源开关、线路板。在线路板上安装发光二极管、数码管、按键，在安装时应注意双排插针位于线路板正面，数码管、发光二极管、按键位于线路板的反面。前面板的布置如下图所示。
通过按动控制器的前面板的按键，要求实现如下功能：
(1)波形选择
通过“F1”键实现显示图形的轮流切换，可显示的图形有竖线条、横线条、斜线条、圆形、三角形、方形。显示何种图形由前面板上的四个发光二极管指示。LEDl灯灭，LED2、LED3、LED4分别指示显示竖线条、横线条、斜线条，LEDl灯亮，LED2、LED3、LED4分别指示显示圆形、三角形、方形。六种波形依竖线条、横线条、斜线条、圆形、三角形、方形的顺序显示，开机时默认显示竖线条。
(2)幅度调节通过“+”、“一”键步进调整输出波形的大小幅值，可调范围为0％～100％，要求在数码管后3位上显示000～100。步进幅度为1。
(3)显示速度调节通过“F2”键实现显示速度的切换，显示速度有05Hz和201Hz两档。显示速度是指显示一个完整图形的速度。按“F2”键时在数码管的前两位显示速度值，按键动作结束2s后返回显示幅度值。
2、局部电路及元器件的选择性设计
CPU和D/A部分为自主设计区电路，需完成电路原理设计和元器件选择。选用AT89S52作为CPU，因为AT89S52有很好的性价比，即能全部实现作品的功能要求，相对于其它CPLJ来说又有很好价格优势；D/A芯片按大赛要求选用8位转换器DAC08320自主设计区的电路如下图所示。
AT89S52是一种低功耗，高速度的8位微控制器，具有在线下载(ISP)功能。AT89S52单片机(U21)的与2路DAC0832(U31、U32)的连接方式设计为双缓冲方式，单片机P0口作为数据口，U31的片选信号CSl接单片机的P2.5、U32的片选信号CS2接P2.6，U31、U32的写选通WRl、WR2连接在一起接P2.4，XFER接P2-7。双缓冲方式可使2路模拟信号同时输出，从而更准确地控制激光在×、Y方向的移动。DAC0832为电流输出型器件，在电流输出端Ioucl、lout2设计有由LM385运放组成的电流一电压变换电路，然后再将信号送入到后面的电压放大、功率放大电路。
单片机P1口的低4位分别接LEDl～LED4发光二极管，作为指示灯控制信号；P1口的高4位作为4位按键开关“+”、“一”、“F1”和“F2”的输入引脚。在程序下载调试阶段，P1.5、P16、P117和REST还构成ISP下载端口，J1为下载接口。P3.4(T0)、P3.5(T1)引脚分别与显示模块上的时钟端DATA和数据端CLK连接，显示模块由组委会提供，是由4片74HC164串并转换芯片构成的静态显示电路。
3、电路原理图的绘制和PCB板的设计
在原理图绘制和PCB板的设计过程中，重点注意了以下几个问题：①由于2路D／A转换及放大电路基本一样，画图时先画好一路，另一路进行拷贝，提高速度；②激光显示器后级电路有功放，±12V电源输出电流较大(按大于1A电流进行估算)，因此电路板±12V电源线和地线尽量宽，个别线径小的地方在底板上并联导线；③合理布局。功率元件保证有较好的散热；④采用网格覆铜。
4．元器件的焊接和装配
拿到电路板后，首先进行外观检查，然后按已经清点检测好的元件进行焊接，基本是采用元件高度从低到高的焊接顺序，尽量先焊接安装贴片元件和体积小的元件。
元器件焊接结束后，进行装配和布线，将变压器、电路板安装在机箱内，将显示数码管、按键按装在面板上，并完成各部分之间的连线。
5、程序的编写
采用C51语言进行程序编写，D/A转换子函数和画圆子函数如下。
6．整机调试
(1)通电前电路板及整机外观检查先观察电路板焊接情况是否与明显虚焊现象，用万用表检测电源对地电阻，看是否有短路现象，若对地电阻很大说明无短路；检查机箱内的接插件接触是否良好。
(2)硬件调试及检测
①第一次通电，集成电路管座上先不安装芯片。用万用表直流电压档检测+5V、±12V电源输出是否正常，然后测量测管座各对应电源引脚的电压是否正常。确认各路电源正常后，再安装芯片进行下一步的调试。
②通过下载端口下载测试程序，下载成功说明下载端口电路正确。
③通过测试程序来检测数码管显示模块、指示用发光二极管、按键电路是否正常。
④调试CPtj及和D/A输出电路：分别调节电位器x方向LM358放大电路的2个电位器(RPl、RP2)，当DAC0832的输入为“0x00”时，Vin一×(探针J1)点的电压为一5V，当DAC0832的输入为“0xFF"时，Vin一×点的电压为+5V；同理调节Y方向相关电位器(RP3、RP4)，使Vin—Y(探针J2)点的电压调节范围为一5V到+5V。
⑤调试功放电路，先用8Q/10W的电阻代替喇叭负载。接于功放的输出，对此电路进行调试，重点是调节功放输入端的相关电位器(RP5、RP6)，使显示机构在X方向和Y方向的显示比例一致。
(3)软件调试及整机性能测试
①先易后难，先调试完成竖线条、横线条、斜线条的显示程序，再完成圆形、三角形、方形的波形显示．通过F1键波形可以选择。
②调试速度变换函数，按下F2键实现了5Hz、20Hz速度的变换，同时数码管显示正确。
③按下“+”、“一”键幅值能实现000～100的变化，说明输出幅度调节正常。
④调试LED指示灯及数码管显示程序，使之显示状态与实际波形输出一致。
