线阵LED图文显示装置 论文

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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（参赛学校填写）学校编号组（队）编号选题编号说明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.本页允许各参赛学校复印。16线阵LED图文显示装置（H题）摘要：本系统

2、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

3、线阵LED直流电机图文显示16·1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

4、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

5、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

6、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：根据设计要求，，，可求得限流电阻：16经计算采用电阻与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，LED完成需要时间为，软件延时为，它们之间存在下列关系：只要保证，经计算由，得，线阵LED就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，LED完成需要时间为，软件延时为、，存在下列关系：保证成立，确定LED完成需要时间为，线阵LED就能很好的地

7、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，、电阻,和光敏电阻等组成振荡电路产生稳定的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：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,即电流控制。控制电流大小计算如下：·3电路与程序设计·3.1电路设计·3.1.1系统总体方案设计16本系统将外接的12V电源给电机供电，4.2V电源为控制器供电，通过电源调压芯片LP2950-33LPR为系统提供3.3V电压。单片机按照一定的算法控制电机的转动，使电机转动稳定以完成各种控制动作