旋转led图文显示报告设计

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1、线阵LED图文显示装置（H题）摘要：本设计采用TOP-down（自顶向下）的设计方法。首先明确这个题目要实现的功能，再将该系统分成LED阵列控制、电机测速并显示和标杆定位等3个模块。用手机电池给LED和单片机供电，单片机工作电压为3.3V，LED用NPN三极管8050驱动。采用3144霍尔传感器实现测速和标杆定位功能，并用1602显示转速，采用光敏二极管控制LED亮度。通过用示波器测霍尔传感器输出信号的频率来计算电机转速和LED整体限流是我们的创新点，旋转平台的平衡调节、采用手机可充电电池供电是我们的亮点。关键词：霍尔测速、光敏二极管、充电电池供电1

2、3一、本设计的亮点和创新点1、在旋转平台上电池那端安装一个螺杆，通过增减螺母的数量来控制旋转平台两端的平衡。电池磁钢霍尔传感器螺杆和螺母霍尔传感器单片机单片机磁钢1602显示转速1602转接板线阵LED图文显示装置结构图2、采用手机充电电池作为LED阵列和处理器的电源。手机电池容量、体积轻、可充电循环利用。充电时不需要拆下电池。3、通过光敏二极管和一个2.7K的电阻一起控制NPN型三极管基极的电流，从而控制加在LED上面的电流，这样不需要在每个LED前面加限流电阻。只需要用一个限流电阻，电路简单。光敏二极管暗电流较小，有光时光电流较大。4、通过用示波

3、器测霍尔传感器输出信号的频率来计算电机转速。当磁钢经过霍尔传感器时，霍尔传感器输出一个低电平，若转速比较大，它实际上就是产生了一个方波。我们用示波器测这个波形的频率即可知道电机1秒钟转了多少圈。5、LED阵列采用共阳极的接法，防止因为单片机高电平电压不足导致LED不亮。6、通过霍尔传感器测速，采用LCD显示屏1602直观的显示出电机的转速。13二、方案论证与设计1、整体结构方案方案一：LED阵列的供电电源安装在下面木板上，然后采用电刷与上面连接给上面的单片机和其他元器件供电。但是由于转速比较快电刷很可能因发热刷坏，工作寿命不长，故舍去该方案。方案二：

4、将LED阵列的供电电源安装在旋转平台上。旋转平台一端安装电池和磁钢，另一端安装LED和单片机。再用螺钉、螺帽增减配重的方式调节平衡。综合以上两种方案，我们选择了方案二。2、处理器选取方案2.1LED阵列控制器方案一：采用ARM处理器进行数据处理，ARM处理器处理数据比较高，、而且端口比较多，可以处理多个任务。但是ARM价格高，且本任务数据处理比较简单。故舍去该方案。方案二：采用比较普及的STC89C51处理器，价格低廉，易于控制。但我们在面包板上做实验时发现用51功耗太大，工作电压范围为3.4~~5.5V电源电压不足驱动不了。手机电池要给LED阵列、

5、单片机、霍尔传感器、光敏二极管等器件供电，我们在面包板上实验发现他们工作时单片机分得的电压只有3.3V。无法使单片机工作，故舍去该方案。方案三：使用MSP430单片机，该单片机功耗小，重量较轻，很适合做这个LED线阵的控制器。但是这个单片机平时我们没学习，担心无法控制。故舍去该方案。方案四：使用STC89C52单片机，该单片机工作电压范围为3.3~~5.5V，并采用共阳极的接法接LED阵列。在面包板上实验发现可以。综上所述，我们选择了STC89C52单片机作为LED阵列控制器。2.2电机的控制器电机控制采用因为是外部电源供电，不需要考虑电源电压是否足

6、够。所以我们直接采用STC89C52单片机作为控制器。3、测速方案13方案一：采用光敏二极管测速。当经过一个光束时，光敏二极管输出一个高电平。但是它不够灵敏，响应速度不够，并且受外界环境影响大。方案二：采用红外对接管。下面板子上安装一个发射管，旋转平台上安装一个红外接收管。红外对管响应速度也不够。方案三：采用3144霍尔传感器，这个型号的传感器响应速度为18us，且输出为低电平，很适合作为测速装置。当旋转平台上面的磁钢经过霍尔传感器时，输出一个低电平，若转速比较快我们可以用示波器。对以上三种方案进行比较，我们选择了方案三。4、LED线阵供电方案方案一

7、：采用9V电池供电，9V电池电压比较足，储电量较大，能给LED和单片机提供很充足的电量。但是它体积比较大，当电机转速很快时离心力很大，若电池甩出很易伤人，故舍去该方案。方案二：采用两节3V纽扣电池供电，我们在面包板上实验发现用纽扣电池供电，电压足够，可以正常工作。但是纽扣电池储电量很小，工作一个小时左右电池就没电了。工作不持久，故舍去该方案。方案三：采用废手机的电池供电。手机电池上面有三个端口，有两个两端电压为3.7V，另两端电压为4.2V，我们使用4.2V的电压供电。手机电池重量轻，容量大，可充电长时间、多次使用。并且在面包板经过实验，可以稳定使用

8、。比较这三种方案，我们采用了方案三。5、电机选择方案方案一：采用步进电机，步进电机具有精确定位，速度易控制，