线阵LED图文显示装置论文1

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1、2012年陕西省第三届大学生德州仪器（TI）杯模拟及模数混合电路应用设计竞赛设计报告封面参赛队编号学校编号组（队）编号选题编号（参赛学校填写）说明1.本页作为竞赛设计报告的封面和设计报告一同装订；2.“参赛队编号”由参赛学校编写，其中“学校编号”应按照巡视员提供的组委会印制的学校编码填写；“组（队）编号”由参赛学校根据本校参赛队数按顺序编排，本科组数字编排范围（01-50），高职高专组数字编排范围（从60开始顺延）；“选题编号”由参赛队员根据所选试题编号填写。例如：“0206B”或“2862F”。3.本页允许各参

2、赛学校复印。1线阵LED图文显示装置（H题）摘要：本系统是利用人眼视觉暂留效应的线阵LED图文显示系统.该系统由电机带动一列16个LED高速旋转,以TI公司的超低功耗MCUMSP430G2553处理器为核心，精确控制LED的亮灭时间,从而实现字符及简单动态画面的显示.。采用通用LED取模软件,将要显示的内容取模转换为数字信号,并将该信号传输给线阵LED。系统由MSP430G2553控制电路、直流电机及其驱动、线阵LED、标志杆等部分组成,能够开机自动检测，通过按键切换来控制显示不同的内容,根据环境亮度变化采用TI

3、芯片TLC555输出PWM波自动调整LED亮暗。实验表明该系统达到了设计的各项要求。关键词：MSP430G2553线阵LED直流电机图文显示2·1系统方案论证与比较·1.1单片机G2553控制选择采用TI公司的MSP430G2553，该单片机具有超低功耗及强大的处理能力，并有高性能模拟技术及丰富的片上外围模块，其构成系统工作稳定，具有方便高效的开发环境，因此在性价比、功耗、速度都优越于其他控制器。·1.2电机的比较与选择方案一：采用步进电机来带动旋转平台，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的控制元件，使得

4、在速度、位置等控制领域用步进电机变的非常简单。故不选择。方案二：运用直流电机带动旋转平台，直流动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点，所以目前直流电动机的应用仍然很广泛。由于步进电机转速不易调整，而直流电机机械特性和调节特性的线性度好，调速范围广、维护方便，满足题目要求，所以我们选择直流电机带动旋转平台。·1.3电机驱动电路比较与选择方案一：中功率三级管直接搭建。在电机驱动要求不高的地方可以由三极管直接搭建一个驱动电路，使用三级关搭建的电机驱动电路电路简单，但功率和性能一般。对输入信号要求较高，输出性能

5、只能满足一般要求。方案二：使用单片机MSP430G2553控制电机驱动芯片L298N。L298N的驱动能力强，输入电压可变化范围大，是一块专用直流电机驱动芯片。其各项性能都较好，但价格较高，在电机要求驱动器较高的地方使用较佳。在该系统中，带动旋转平台的直流电机使用L298N驱动模块，很容易实现对电机较稳的控制，故采用方案二。·1.4亮度自动调节电路比较与选择方案一：采用线性较好的光敏电阻，将光敏电阻串入控制电路的输出端再接入线阵LED灯，当光亮度变化时即可改变电流大小，从而达到亮暗调节。但是电路不稳定，故不采取此

6、方案。方案二:采用光敏电阻与TLC555搭建电路。用TLC555、电容、电位器组成振荡电路产生稳定的PWM波输出。而光敏电阻的变化引起输出PWM波占空比的变化，从而改变显示亮度。电路简单，且易于控制，因此选定此方案作为环境亮度变化调节电路。·2理论分析与参数计算·2.1线状点阵LED驱动参数分析与计算该线状点阵中LED驱动方法为普通的LED与电阻串联的方式来驱动点亮LED，该限流电阻计算公式如下：电源电压LED正向稳定电压VccVF限流电阻LED工作电流IF根据设计要求，Vcc3.3V，VF1.2V，

7、IF20mA可求得限流电阻：33.3V1.2VR10520mA经计算采用100电阻与LED串联即可。·2.2线阵LED运动参数分析与计算在电机的带动下，线阵LED依靠旋转平台进行旋转，设电机周期为t，LED完成需要时间为t，软件延时为t，它们之间存在下列关系：12ttt12只要保证ttt，经计算由t40ms，t35ms得t5ms，线阵LED就1221能很好的地显示图文。·2.3指针式秒表分析与计算指针秒表完全通过软件来控制显示，设电机周期为t，LED完成需要时间为t，1软件延时为t、t，

8、存在下列关系：34tttt134保证tttt成立，确定LED完成需要时间为t5ms，线阵LED就能很1341好的地显示秒表计时。·2.4显示亮度自动调节分析与计算采用TI的TLC555、电容C，C、电阻R,R和光敏电阻R等组成振荡电12123路产生稳定的PWM波输出。则产生PWM波的周期、高电平及其占空比的计算公式如下：RR23周期：T0.7(R2)