全国大学生电子设计竞赛.ppt

《全国大学生电子设计竞赛.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛赛题分析线阵LED图文显示装置（H题）主讲人：袁方学校：长江工程职业技术学院线阵LED图文显示装置（H题）一、任务设计并制作一个线阵LED图文显示装置，装置的示意图如图所示图1线阵LED图文显示装置示意图全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛二、要求1.基本要求(1)制作一个由16只LED构成的线状点阵及其控制电路，安装于可旋转的平台上，在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换，电机带动平台以合适速度旋转。(2)开机时装置完成显示自

2、检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。(3)通过按键切换，实现16个同心圆图形分别顺序（由大到小）和逆序（由小到大）显示，每个同心圆图形显示时间为0.3秒左右。(4)LED显示亮度能依据环境亮度变化自动调节。2.发挥部分(1)通过按键切换，显示字符“TI杯”，要求字符显示稳定，无明显漂移。(2)通过按键切换，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60±1秒。线阵LED图文显示装置（H题）芯片选型：根据题目的要求，可以较为容易的看出需要3个基本电路

3、单元。1处理器单元，用于显示和控制整个电路。2环境光亮度检测单元。3按键控制单元。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛方案选型：1、处理器单元低功耗的处理器，当选业界最低功耗的MSP430系列单片机。单片机自带ADC、定时器等多种外设，可以不用添加额外的芯片实现多种功能。作为本题的低功耗处理器再合适不过了。因系统采用直接I/O驱动，占用单片机I/O较多，最终选择了TI公司的MSP430F149单片机。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛线阵LED图文显示装置（H题）方案选型：2、环境光强度检测对于检测环

4、境光强度来控制LED亮度，我们选用了光强传感器OPT101。OPT101光电传感器具有内部反馈，对光照强度有极好的线性度和灵敏度、响应速度快、宽量程、低功耗，可以直接用单片机内部的12位ADC采集它的输出电压。光照的强弱与传感器输出的电压大小呈正比例函数Y=K*X（Y为输出电压，X为光照强度）。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛线阵LED图文显示装置（H题）方案选型：3、电机驱动选型旋转平台的驱动电机选择上主要有无刷电机和普通的直流电机。无刷电机转速稳定、变速平稳、线性度好，但是需要电调才能驱动。而普通直流电机控制

5、简单，扭矩适中，转速调节电路简单。因而采用普通的直流电机。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛线阵LED图文显示装置（H题）方案选型：4、控制方式选型控制方式选择红外遥控与按键并存的方式。红外遥控信号的接收装置硬件电路简单，只需要安装一个型号为HS0038B的红外一体化接收头，它的体积小，功耗低、便于安装。单片机通过接收到的红外遥控信号进行解码，然后根据解码的信息做出一系列的动作来达到LED图文显示装置模式的平稳、快速切换。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛线阵LED图文显示装置（H题）方案实施：通过

6、之前的分析看出，使用TI公司的MSP430系列单片机作为主控制器、OPT101光强传感器作为光强检测、普通直流电机作为驱动方式、采用红外遥控与按键结合的方式作为显示的切换方式。线阵LED图文显示装置（H题）设计难点：从题目中可以看出，有几个地方是需要仔细设计才能达到要求。1旋转平台的旋转速度和LED闪动间隔的同步率。2旋转平台重心调节。3因线阵LED的显示控制线路是由电池供电，为实现长时间演示效果，需要精心设计低功耗的软件，避免消耗过多能量。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统

7、专题邀请赛线阵LED图文显示装置（H题）难点解析：1、系统供电方式。本装置中系统供电方式有三种：1、电刷供电；2、无线供电；3、旋转平台自供电。因试题说明中已说明，本试题中的旋转平台自供电。所以为作为难点设计。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛线阵LED图文显示装置（H题）难点解析：2、字符显示漂移。因电机转速与旋转平台LED闪烁时间的不同步，导致在显示字符时存在字符漂移的显示，针对此现象。系统中在旋转平台的顶端加装了一个干簧管，在标杆上加装了一个磁铁，当干簧管经过磁铁时闭合，开始显示字符。巧妙的实现了同步，解决了

8、字符显示漂移的问题。全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛线阵LED图文显示装置（H题）难点解析：3、旋转平台重心调节。旋转重心直接会影响到装置的稳定运行。旋转的重心如果不在转轴上的话在高速的旋转中会产生剧烈的抖动，在巨大的离心力下