旋转led图文显示报告设计说明

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时间:2019-08-23

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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word完美格式..一、本设计的

2、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、通过用示波器测霍尔传感器输出信号的频率来计算电机转速。当磁

3、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。word完美格式..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: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

4、,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、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3.3

5、V。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够。所以我们直接采用STC89C52单片机作为控制器。3、测速方案方案一: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w

6、ord完美格式..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: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

7、,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。比较这三种方案,我们采用了方案三。5、电机选择方案方案

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