旋转led-立体

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1、LED旋转显示屏设计成都职业技术学院电子系2004级伍祥旭鲍舒耕冯林燕指导教师：周江刘洪涛 摘要：本设计利用高速旋转中控制LED的亮灭，进行字符或图形的显示，控制器采用廉价的89C51单片机，完成显示内容的传输、字库的转换、显示等功能。显示的内容给人一种漂浮的感觉，并且是360°全方位的显示，可以用于很多的场合，比如广告牌、家庭装饰、记分牌、娱乐显示等。关键词：单片机，LED显示器，旋转显示 我院本次针对四川省大学生电子竞赛的选拔赛题目是设计一种电子显示屏，我们通过思考，决定设计一个以旋转方式进行显示的新的显示屏，在参赛的同时提高自己的电路设计和单片机开发能力。

2、一、设计思路旋转显示屏是通过一个旋转的支架，支架上排列的LED受单片机控制在特定的位置亮或灭，从而显示出特定的字符或图形。本作品主要是根据人的视觉暂留原理设计的。人眼的视觉暂留时间是0.02S，如果采用3000转/S的高速电动机，带动LED高速旋转时，从视觉效果上就会产生一种柱状的LED显示屏的状态。显示的字符或图形看起来是漂浮在空中的，不仅美观，而且新颖。1、总体设计思路本显示屏应由机械旋转部分、显示电路、通信电路等几部分构成。由于显示屏在高速旋转的情况下不便于接线进行显示内容的更改，所以设计中我们选用了红外通信模式传输数据。总体构成如下图所示：图1总体构成图

3、2、结构设计思路显示屏的主体为两个可旋转的矩形框架。我们在框架的两边都安装上发光二极管，由电动机通过中心轴带动框架进行高速旋转，框架上的两列发光二极管因高速旋转产生柱状显示屏。其中一列发光二极管作为显示过程中的背景光灯使用。主体框架如下图所示：图2框架设计图 二、硬件组成1．总体构成经过分析、比较，我们最终确定了以89C51作为控制器。由于89C51芯片的片内存储器容量有限，我们另外扩展了一块存储器芯片29C040作为字库存储器，储存一个完整的汉字库，为显示屏提供显示内容。为了解决计算机向旋转体中的单片机传送数据的问题，我们采用了红外传输的方式：计算机先通过RS

4、232接口将数据传送到一个89C2051单片机，将数据用38KHz调制后利用红外设备传输。此外，在显示屏高速旋转时，显示内容的稳定与否取决于转动的相位与LED发光时间的配合精度，所以还需要一个校准器件来判断显示屏的转动是否到达准确位置并根据结果做出校正处理，本设计中选用了霍尔元件进行相位检查并完成校正功能，使LED发光与旋转保持同步。图3硬件构成图2．部分单元电路的设计在硬件电路中，对几个关键电路我们采用的设计是：（1）显示电路图4显示电路图 发光二极管的亮度决定了显示屏的视觉效果，我们采用2803芯片为发光二极管提供驱动，驱动电流达35mA（为保证发光二极管在

5、该电流下能正常工作，我们对发光二极管进行了抽样测试，在45mA下工作十个小时，没有损坏）。另外，由于89C51是8位数据处理器，我们可显示的最大数据位数可为16位，在设计时使用两片74HC573对接的方法提供两级数据锁存、缓冲，实现对端口的扩展能力。2、字库电路图5字库电路图 我们为89C51扩展了一片512KB容量的存储器芯片29C040，能够满足普通使用要求。3、红外发送、接收电路从计算机串口接收数据，可以在显示屏工作的状态下直截通过电脑进行显示内容的改变。实现该功能的是红外发送和接收电路。红外发送电路有双重功能：一是从计算机串口接收数据，二是将接收的信号调

6、制成红外传输信号。计算机的数据可以通过串口调试软件直接发出，发出的数据每包为固定的20个ASCII字符或10个汉字，采用低速发送以提高红外传输的准确度。为了在显示屏高速旋转工作的状态下能准确无误地接收到红外数据，我们，在与显示主板相联的旋转中轴上端打一个通孔，在通孔上安装红外接收模块，让红外模块接收到的数据直截送给显示主板上的控制器。在红外接收模块的正上方上固定安装的一个与红外发射头相联的发射板。发射板是以AT89C2051为控制核心。所有从电脑串口传送过来的数据都是通过它转变成带有38K载波的红外数据格式送给红外发射头供发射使用。具体电路如下：图6红外发送电路

7、 电路中，T1完成从RS232到单片机串口的电平转换。T2是红外发光管的驱动管。图7红外接收端电路图 该红外接收端位于转轴顶部，自带38KHz解码功能，电路设计简单、使用方便。AT89C2051中的程序如下：ORG0JMPSTARTORG0BHJMPT0_INT START:CLRP3.5MOVTMOD,#2MOVTH0,#243；红外发射38K参数设置MOVTL0,#243SETB<,,,/SPAN>EASETBET0WAIT:CLRP1.0;信号指示灯JBP1.7,WAIT;P1.7串口信号输入SETBP3.5SETBTR0SETBP1.0JNBP1.7,$

8、CLRP3.5CLRTR