旋轉led顯示器的設計畢業(yè)設計

1、<p>　　旋轉LED顯示器的設計</p><p><b>　　中國·珠海</b></p><p><b>　　二○一三年五月</b></p><p>　　北京理工大學珠海學院畢業(yè)設計</p><p><b>　　誠信承諾書</b></p>&

2、lt;p>　　本人鄭重承諾：我所呈交的畢業(yè)設計《POV旋轉LED顯示器的設計》是在 教師的指導下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設計使用的數(shù)據(jù)真實可靠。</p><p>　　承諾人簽名： </p><p>　　日期： 年 月 </p><p>　　POV旋轉L

3、ED顯示器的設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　LED顯示屏已廣泛應用于眾多公共場所，如：廣告、銀行、商場、廣場、車站、公益宣傳等。它具有功耗小、壽命長、色彩好等優(yōu)點。現(xiàn)在普遍看到的 LED 顯示屏主要采用 LED 平板模塊做發(fā)光器件來組成整個顯示屏，制作時需要的器件數(shù)量多，因此制作成本較高昂。</p><p&g

4、t;　　本文中將給出一種平面旋轉LED顯示屏—電風扇POV顯示器。POV（英文全稱Persistence of vision）是視覺暫留技術。電風扇POV顯示器是用一種利用視覺暫留技術制作而成的平面旋轉LED顯示屏。POV LED可以用少數(shù)的LED取代大量的LED點陣，從而減少普通LED點陣顯示屏因LED損壞而造成顯示故障的幾率，從而減少維修成本。從而解決普通LED顯示屏器件數(shù)量多，成本高的問題。</p><p>

5、;　　關鍵詞：POV 平面旋轉</p><p>　　Electric fan POV of display design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　LED display has been widely used in advertising, railway stations, Banks, s

6、hopping malls and other public places, it has advantages of low consumption, long life, good colour. Now the LED display is mainly used LED flat light-emitting device module, the display consists of LED module, device nu

7、mber, high cost. </p><p>　　This paper will give a plane rotary POV display LED display - electric fans POV display. POV (English full name Persistence of vision) is Persistence of vision technology. Electric

8、 fan POV display is made of a kind of persistence of vision technology.It is used in planar rotating LED display. POV of LED can use a few leds instead of a lot of led dot matrix, thus reducing the ordinary LED dot matri

9、x display screen for damage caused by the LED display failure probability, thereby reducing maintena</p><p>　　Keyword：POV Plane of rotation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>

10、;<b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1.2 本設計的意義1</p><p>　　1.3 POV的含義2</p><p>　　1.4 國內(nèi)外LED顯示屏的發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.5現(xiàn)有常見的

11、LED方案的比較3</p><p>　　1.6 LED顯示屏研究現(xiàn)狀總結4</p><p>　　2系統(tǒng)的總體設計5</p><p><b>　　2.1設計任務5</b></p><p>　　2.2 系統(tǒng)硬件框圖5</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路的設計6</p>&l

12、t;p>　　3.1此設計涉及的主要技術6</p><p>　　3.2 電機方案選擇6</p><p>　　3.3 供電方案選擇7</p><p>　　3.4 主控元件8</p><p>　　3.5硬件原理圖11</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件的設計12</p><p>　　4

13、.1軟件設計流程圖12</p><p>　　4.2 LED點陣代碼生成13</p><p>　　5 硬件的安裝與調(diào)試17</p><p><b>　　6 總結19</b></p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　謝辭

14、21</b></p><p><b>　　附錄22</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　LED顯示屏（LEDdisplay,LED Screen）：又叫電子顯示屏。它是有LED點陣

15、平板模塊組成的。LED顯示屏能夠顯示出文字和圖片等內(nèi)容，均是由各種色彩LED燈亮滅組合來實現(xiàn)的。LED顯示屏可以更改顯示內(nèi)容，只需要通過用flash將顯示的內(nèi)容制作成一個動畫,存放在顯示屏的一張內(nèi)存卡里,通過技術手法顯示出來的。因此可以根據(jù)現(xiàn)場的需要在不同的場合進行相應的調(diào)整，所以同一塊LED顯示屏可以靈活地運用于各種各樣的場合。內(nèi)容可以根據(jù)不同的求進行隨時更換，顯示靈活多變，便于經(jīng)常需要更改內(nèi)容的人群使用。傳統(tǒng)LED顯示屏通常由顯示模

16、塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。</p><p>　　LED之所以受到重視并且能夠迅速地廣泛地發(fā)展，跟它本身所具有的種種優(yōu)點有關。LED燈的顯示亮度較高、需要的工作電壓比較低、消耗的功耗較小、可以做成大型顯示屏、而且LED燈壽命一般都很長、耐沖擊能力強同時性能相比其他照明燈具穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，在未來的研究發(fā)展中主要朝著做到更高的照明亮度、更耐氣候變化、發(fā)光密度更強、發(fā)光更加均勻、更加安全可靠、色彩顯示更

17、全面的方向發(fā)展。</p><p>　　1.2 本設計的意義</p><p>　　在這一個世紀，光電子產(chǎn)業(yè)在社會上得到了廣泛的重視，信息顯示技術發(fā)展非常迅速，隨著LED器件材料性能的不斷提高，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用在室內(nèi)外需要進行服務內(nèi)容和宣傳服務宗旨的公眾場所，在路邊很多地方我們都能見到LED顯示屏的蹤影。</p><p>　　傳統(tǒng)的LED字屏使用的是LED點陣屏，屏幕需

18、要做到越大，LED的數(shù)量就需要越大，因為需要使用LED等鋪滿整個顯示屏。相比起來，一旦大型化價格相當高昂、安裝及操作起來都極其麻煩，同時因為使用器件數(shù)目多，也不易維護。</p><p>　　而電風扇POV顯示器由于LED燈使用數(shù)量少，只需要使用單排LED燈（即能填滿圓形屏幕的半徑長度的單排LED燈），從根本上避免了傳統(tǒng)LED顯示屏的種種不足。因此，設計一個可以平面旋轉LED顯示屏，具有十分重大的意義。</p

19、><p>　　1.3 POV的含義</p><p>　　POV（全稱Persistence of vision）中文意思是視覺暫留，具體是指視覺暫留這一現(xiàn)象，這種現(xiàn)象也叫余暉效應。</p><p>　　人的肉眼之所以為看到景象是因為景象上的光信號通過肉眼傳入到大腦神經(jīng)，在大腦中進行處理形成我們所看到的景象。而光信號從景象上通過肉眼傳入大腦神經(jīng)需要經(jīng)過一段短暫的時間。所以

20、在景象上的光作用結束之后，作用在大腦神經(jīng)并不會馬上結束，所以在這段時間差上面就形成了一個視覺形象的殘留。這種因為時間差殘留下來沒有馬上消失的視覺影像被科學家稱之為“后像”，而顧名思義這種視覺的殘留現(xiàn)象就稱之為“視覺暫留現(xiàn)象”。</p><p>　　視覺光作用在視網(wǎng)膜上而產(chǎn)生的。當光結束作用之后，我們神奇的肉眼把視覺保留了下來，殘留了一段短暫的時間才會消失。光信號傳入大腦神經(jīng)需要經(jīng)過一段時間，而這段時間的時值約是二

21、十四分之一秒，所以由于視神經(jīng)的反應速度，造成了對于不同頻率的光有不同的暫留時間。</p><p>　　顯示器的顯示是通過一定頻率的刷新來實現(xiàn)圖像的變化，一旦頻率足夠大，在視覺中產(chǎn)生視覺暫留現(xiàn)象，那么人的肉眼就看不到刷新的動作，而是在上一幀畫面的殘留視覺影像還沒消失的情況下看到了新一幀的畫面，從而形成了視覺錯覺，形成了連續(xù)性的畫面。這也是動畫、電影等視覺媒體形成和傳播的根據(jù)。</p><p>

22、;　　根據(jù)歷史的記載，最早發(fā)現(xiàn)視覺暫留現(xiàn)象的人是中國人，在宋朝有一種燈名為“馬騎燈”，這種燈就是我們現(xiàn)在說的走馬燈，走馬燈就是涉及到視覺暫留現(xiàn)象的典型產(chǎn)物。在這之后1828年那年一個名叫保羅的法國人發(fā)明了留影盤，所謂的留影盤就是通過將繩子從兩面穿過一個一邊畫著一只鳥一邊畫著一個空的籠子的圓盤。當圓盤旋轉時，鳥就會出現(xiàn)在籠子里。當時這些發(fā)現(xiàn)都轟動了整個世界，而人們也就是在這時候認識到了視覺暫留這一現(xiàn)象的存在。因為這證明了當眼睛看到一系列的

23、圖像時，能保持上一個圖像的畫面。</p><p>　　平面旋轉LED顯示器，就是利用POV技術僅使用單排LED燈來顯示整個圓形范圍的圖像，從而大大減少對LED燈的使用，從而也減少了LED燈損壞的幾率，減少維修成本。</p><p>　　1.4 國內(nèi)外LED顯示屏的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1. 國內(nèi)LED顯示屏研究現(xiàn)狀</p><p>　

24、　在我國，經(jīng)過幾年的發(fā)展，LED燈行業(yè)的一些企業(yè)已經(jīng)具有了一定規(guī)模，成為行業(yè)內(nèi)的骨干企業(yè)。國產(chǎn)LED顯示屏在國內(nèi)幾乎占據(jù)了整個市場，國外同類產(chǎn)品基本無法競爭，存在市場上的寥寥無幾。近幾年來，我國的LED顯示屏產(chǎn)業(yè)以規(guī)模較大，技術水平相對領先，應用領域廣泛的特點，在LED市場所占的的比重越來越大，影響也越來越深遠。</p><p>　　2008年北京舉行的奧運盛會已順利閉幕很久了，但其所展現(xiàn)出的種種前所未有的規(guī)模仍

25、舊深深的烙在了全世界人的心中。特別是在奧運盛會上所應用的LED產(chǎn)品類型和數(shù)量規(guī)模都是前所未有的。在2008 年北京奧運會的開幕式、比賽場館、奧運文化廣場以及奧林匹克公園等項目中，國內(nèi)LED企業(yè)承接了主要的工程項目，提供了大量的LED產(chǎn)品,LED顯示屏作為一種新型的顯示器件充分地展現(xiàn)了我國LED行業(yè)的技術產(chǎn)品優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，同時也體現(xiàn)了我國LED產(chǎn)業(yè)的力量和技術這也在一定程度上預示著 LED 產(chǎn)業(yè)必是未來的一種趨勢。</p>

26、;<p>　　在2007年，中國政府為了呼應節(jié)能減排的措施，啟動了各種扶持政策和措施對LED產(chǎn)業(yè)進行正常上的支持。在這種環(huán)境下中國LED企業(yè)開始迅速發(fā)展。目前我國不止有三十家具有相應的規(guī)模企業(yè)在生產(chǎn)上游中低端芯片?，F(xiàn)在全世界60%的LED來著中國，主要是因為大部分企業(yè)集中在珠三角和長三角地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計僅LED封裝和應用這一塊的企業(yè)在深圳這一地區(qū)就已經(jīng)超過了3000家，由此可以看出國內(nèi)下游終端應用產(chǎn)品數(shù)量是如此的龐大。<

27、/p><p>　　2. 國外LED顯示屏研究現(xiàn)狀</p><p>　　目前世界上有技術可以生產(chǎn)最高亮度LED的國家依舊是日本，日本還掌握了封裝所用的高檔熒光粉技術。在國外的LED技術中日、韓的大企業(yè)占據(jù)了絕大多數(shù)，但是僅日本日亞、豐田合成、三菱化工掌握了一流的芯片、熒光粉以及光學材料等技術。而日本眾多著名企業(yè)也占據(jù)了封裝高端產(chǎn)品市場。LED材料不斷地高性能化，LED顯示屏也因此而得到發(fā)展，同樣

28、的LED旋轉顯示屏也會得到相應的發(fā)展，并相信，旋轉LED顯示屏將會給人們的生活帶來更多的便利，造福于人類。</p><p>　　1.5現(xiàn)有常見的LED方案的比較</p><p><b>　　1．點陣模塊方案：</b></p><p>　　這是最早的LED設計方案，是從室內(nèi)偽彩點陣屏發(fā)展得來的。</p><p>　　優(yōu)勢：

29、原材料成本具有很大的優(yōu)勢，而且在生產(chǎn)加工工藝上相對簡單，同時質(zhì)量也比較穩(wěn)定。</p><p>　　缺點：一旦需要顯示全彩圖像色彩上面要做到一致比較難，而且在顯示圖片方面會出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象，因此顯示出來的效果總體較差。</p><p><b>　　2．單燈方案：</b></p><p>　　借鑒戶外顯示屏技術而得到的一種方案，這種方案將戶外的像素復

30、用技術（又叫像素共享技術，虛擬像素技術）同時移植到了室內(nèi)顯示屏中。這種方案解決了點陣屏色彩問題。</p><p>　　優(yōu)勢：色彩一致性比點陣模塊方式的好，彌補了點陣模塊方式的缺點。</p><p>　　缺點：混色效果依然無法處理完善，同時顯示時的視角范圍比較窄，而且最大的確定是在水平方向從左右兩旁觀看都會出現(xiàn)色差，影響顯示質(zhì)量。而且在加工方面較為復雜，抗靜電要求非常高。同時實際像素分辨率要

31、做到10000點以上比較難。</p><p><b>　　3．貼片方案：</b></p><p>　　采用貼片發(fā)光管為顯示元件的方案。</p><p>　　優(yōu)勢：是目前現(xiàn)有的方案中最好的一種，這種可以達成的色彩一致性，視角等重要顯示指標都很高，其中三合一表貼的混色效果方面處理得非常好。</p><p>　　缺點：加工工藝

32、比較麻煩，成本較為高昂。</p><p><b>　　4. 亞表貼方案：</b></p><p>　　實質(zhì)上其實是單燈方案的一種改進，目前依然還在完善之中。</p><p>　　優(yōu)勢：在參數(shù)指標上面和貼片方案相差不大，主要是相對來說成本更低，顯示效果更好，而且分辨率可以做到非常高。</p><p>　　缺點：加工還是比較

33、復雜的，而且抗靜電要求也非常高。</p><p>　　1.6 LED顯示屏研究現(xiàn)狀總結</p><p>　　隨著LED高性能材料的發(fā)展，LED顯示屏也必將得到相應的發(fā)展，從而旋轉LED顯示屏也將隨之發(fā)展，由于旋轉LED顯示屏制作起來，成本低廉，調(diào)試方便。在制作方面，顯示同樣的內(nèi)容，普通LED顯示屏需要鋪滿整一個顯示區(qū)域，所需要的器件數(shù)量非常龐大，而旋轉LED顯示屏只需要單排長度為顯示區(qū)域半

34、徑長的LED燈就可以了，可見旋轉LED顯示屏在發(fā)光二極管數(shù)量上大大減少了，從而可有效降低能耗和維修成本。</p><p>　　因此從種種的優(yōu)點來看，本設計中所研究旋轉時LED顯示屏對于LED顯示屏來說具有很大的意義。</p><p><b>　　2系統(tǒng)的總體設計</b></p><p><b>　　2.1設計任務</b>&

35、lt;/p><p>　　本課題運用51單片機、LED發(fā)光二極管和電風扇等器件設計一個POV顯示器。顯示內(nèi)容及要求：</p><p>　　1、顯示“WILL COME”；</p><p>　　2、顯示“北京理工大學珠海學院”；</p><p><b>　　3、要求字跡清晰；</b></p><p>&l

36、t;b>　　4、系統(tǒng)工作穩(wěn)定。</b></p><p>　　2.2 系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　系統(tǒng)硬件框圖如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　使用5V的直流電源為單片機和電機供電，用單片機控制LED燈的亮滅。</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路的

37、設計</p><p>　　3.1此設計涉及的主要技術</p><p>　　單片機技術：旋轉LED顯示屏在高速旋轉時，使用通過定時器中斷讓其以某個頻率在空間的某一點所對應的時刻點亮或是熄滅，人的肉眼存在視覺暫留現(xiàn)象，所以無法判斷出是否在閃爍而形成完整連續(xù)的圖像；所以對于控制顯示內(nèi)容可以采用單片機定時器的功能來實現(xiàn)。</p><p>　　LED驅(qū)動電路：由于整個LED顯

38、示屏在工作中一直處于高速旋轉狀態(tài)，所以顯示的亮度會明顯降低，因此需要使用亮度較高的發(fā)光二極管，并且通過與單片機I/O口相連，對程序進行相應的設定才能實現(xiàn)正?？刂芁ED的閃爍效果。 </p><p>　　電源的供電方式：在運轉過程中旋轉LED顯示屏的顯示屏一直處于高速旋轉的狀態(tài)。所以如何給旋轉LED顯示屏供電成為硬件方面最大的難題。在下文，將會提出了三個供電方案，以及最終采用的供電方案。</p>&l

39、t;p>　　3.2 電機方案選擇</p><p><b>　　方案一：步進電機</b></p><p>　　運行時在整個在高速旋轉的過程顯示屏是必須保證穩(wěn)定運行的。這樣可以避免在高速旋轉時系統(tǒng)奔潰以及存在的種種安全隱患。所以想到了提出采用步進電機來控制顯示屏旋轉。因為步進電機能使步距角變更為其固有步距角的1/n，同時也完全消除電機在低頻時的振蕩，大大增強了驅(qū)動能

40、力。另外步進電機的抗干擾能力比較強，控制起來簡單，而且步矩誤差不會被長期積累，所以大大增強了旋轉穩(wěn)定性和精確性，因此旋轉LED顯示屏顯示效果的清晰程度得到了保證。</p><p><b>　　方案二：普通電機</b></p><p>　　既是使用普通風扇的電機代替方案一的步進電機。由于本設計的標題是電風扇POV顯示器的設計，所以想到了采用舊的小型電風扇的電機作為本設計

41、的電機，從制作方面來看材料容易收集，供電方面也較為簡單。</p><p><b>　　方案比較及確定</b></p><p>　　以上兩個方案各有及優(yōu)缺點，總結起來，個人認為還是應該從以結構簡單，方便操作，便于理解，成本低廉為主要方面來對本設計考慮。</p><p>　　從方案一來看，主要難點就在于步進電機的調(diào)速問題上。必須要對步進電機的工作原

42、理，如何調(diào)速，進行充分的理解。不同的電機由于速度不相同，所產(chǎn)生的頻率也不一樣，這樣旋轉LED顯示屏在實際顯示的圖像與設計有所偏差。而且電機速度會影響到單片機對定時器工作和定時的設定，這些也就影響到整個程序的編寫。而且本人覺得，對于成本上的考慮，這次設計的要求需要較高的轉速，而較高轉速的步進電機在價格上是相當昂貴的，如果僅僅只是作為實驗觀賞來制作使用的話，制作出來的成本是相當高的?？紤]到這個方案的可行性，所以決定不采用這個方案。</

43、p><p>　　從方案二來講，主要區(qū)別就是用普通電機來取代方案一中的步進電機。在實現(xiàn)設計時通過拆分一個普通功率的風扇的電機來使用。成本比較低，方便易實現(xiàn)，降低了設計成本。而且采用電風扇的電機改造比起方案一來說更切合本設計的題目，所以在這次設計時決定采用這個方案，而且這個方案的最大的優(yōu)勢還在于制作成本很低。</p><p>　　3.3 供電方案選擇</p><p>　　高

44、速供轉動的主板供電有3種方案方案一：直接把電池裝在主板上隨主板轉動，用電池直接給主板供電，這樣成本低，但是壽命短，而且嚴重影響電機的轉速和穩(wěn)定。</p><p>　　方案二：使用電刷連接供電，制作簡單，非常有效，但是這樣的供電壽命很短，主要是需要在電路板上加焊一層耐磨導電層，一旦使用時間長了電刷觸點就會不夠光潔而且接觸壓力變大大，幾小時就可以將線路板上的銅皮磨穿，更換的成本太高，而且不穩(wěn)定。</p>

45、<p>　　方案三：用無線輸電的方法，無任何觸點，所以避免了使用電刷的更換問題，而且這樣的制作壽命很長。</p><p><b>　　方案比較與確定</b></p><p>　　對于方案一中采用直接用電池給主板供電，這樣電池必須固定安裝在主板上面，由于電池自身存在重量問題，在高速旋轉的時候一旦重心不在旋轉軸心，會導致旋轉屏劇烈震動。這樣會不但影響到顯示屏

46、的顯示，而且會是整個旋轉顯示器硬件損壞，甚至誤傷人員。所以這個方案不采用。</p><p>　　對于方案二是采用電刷的方法，這個其實在很多供電場合有用到，但是電刷在旋轉過程中與導電層有高速劇烈的摩擦，時間久了會摩擦受損，這樣會照成接觸不良現(xiàn)象，從而影響了供電的穩(wěn)定，而且一旦受損就需要更換新的導電層，這對于一個設計來說成本過于高昂。故此方案也不采用。</p><p>　　方案三中采用的是無線

47、供電。因為是無線所以供電體與受供體分離，因此方便了對電源的安裝，而且采用的材料成本較為低廉，且無觸點，沒有摩擦照成的短壽命現(xiàn)象。所以最終決定采用無線供電的方法給旋轉顯示屏供電。</p><p><b>　　3.4 主控元件</b></p><p>　　在我們生活中幾乎所有電子產(chǎn)品都離不開單片機，因為單片機集成度非常高，功能又強，可靠程度很高，所以它的體很小，而且單片機

48、的功耗并不高，價錢還比較低廉，因此被眾多領域運用在各種各樣的器件上。如今單片機已經(jīng)存在于我們生活中的每一個角落。</p><p>　　此次設計主要采用宏晶科技的STC12C2052單片機為主控單元。</p><p>　　STC12C2052的芯片管腳圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 STC12C2052的芯片管腳圖</p><p&

49、gt;　　STC12C2052的特點：</p><p>　　1.增強型 1T流水線/精簡指令集結構8051CPU</p><p>　　2.工作電壓：2.4V~3.8V / 3.4V ~5.5V</p><p>　　3.工作頻率范圍：0~35 MHz</p><p>　　4.用戶應用程序空間512/1K/2K/3K/4K/5K字節(jié)</p&

50、gt;<p>　　5.片上集成256字節(jié)RAM</p><p>　　6.15個通用I/O口，復位后為：準雙向口/弱上拉</p><p>　　7.EEPROM功能</p><p>　　8.共2個16位定時器/ 計數(shù)器</p><p>　　9.PWM(2路)/PCA（可編程計數(shù)器陣列）</p><p>　　1

51、0.ADC, 8路8位精度</p><p>　　11.通用異步串行口(UART)</p><p>　　12.SPI同步通信口，主模式/從模式</p><p><b>　　13.看門狗</b></p><p>　　14.內(nèi)部集成R/C振蕩器，精度要求不高時可省外部晶體</p><p>　　15.IS

52、P/IAP</p><p>　　16.工作溫度范圍：0~75℃/ -40~+85℃</p><p>　　17.封裝:PDIP-20，SOP-20(寬體)，TSSOP-20(超小封狀)</p><p>　　STC12C2052的主要性能</p><p>　　●高速：１個時鐘／機器周期，RISC型CPU內(nèi)核，速度比普通8051快12倍</p

53、><p>　　●寬電壓：3.4～5.5Ｖ，2.0～3.8Ｖ</p><p>　　●低功耗設計：有空閑模式和掉電模式兩種模式（可由外部中斷喚醒）</p><p>　　●工作頻率：0～35ＭＨｚ，相當于普通8051：0～420ＭＨｚ</p><p>　　●時鐘：外部晶體或內(nèi)部ＲＣ振蕩器可選</p><p>　　●512/1K/

54、2K/3K/4K/5K片內(nèi)Flash程序存儲器，擦寫次數(shù)10萬次以上</p><p>　　●256字節(jié)片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)存儲器</p><p>　　●芯片內(nèi)E2PROM功能</p><p>　　●ISP/IAP，在系統(tǒng)可編程</p><p><b>　　●2個模擬比較器</b></p><p>　　●

55、8通道高精度8位ADC</p><p>　　●2通道捕獲/比較單元(CCU/PCA/PWM)，提供PWM功能</p><p>　　●2個硬件16位定時器，兼容普通8051的定時器</p><p>　　●硬件看門狗（WDT）</p><p>　　●高速SPI通信端口</p><p>　　●全雙工異步串行口（UART），兼

56、容普通8051的串口</p><p>　　●先進的RISC精簡指令集結構，兼容普通8051指令集</p><p>　　有111條功能強大的指令，其中有12條指令僅需1個時鐘就可以完成</p><p>　　片內(nèi)集成硬件乘法器和硬件除法器（執(zhí)行速度為4個時鐘周期）</p><p>　　4組8個8位通用工作寄存器（共32個通用寄存器）</p&

57、gt;<p><b>　　引腳說明： </b></p><p>　　1. RST：復位。 </p><p>　　2. RxD/P3.0:串口數(shù)據(jù)輸入端I/O口接口。 </p><p>　　3. TxD/P3.1:串口數(shù)據(jù)輸出端I/O口接口。</p><p>　　4. XLAT1:內(nèi)部時鐘電路反響放大電路輸入

58、端。</p><p>　　5. XLAT2:內(nèi)部時鐘電路反響放大電路輸入端。 </p><p>　　6. INTO/P3.2:外部中斷0I/O口。 </p><p>　　7. INTI/P3.3:外部中斷1I/O口。 </p><p>　　8. ECI/TO/P3.4:PCA計數(shù)器外部時鐘輸入腳/定時器和計數(shù)器0外部時鐘輸入I/O口。<

59、/p><p>　　9. PWMI/PCAI/TI/P3.5:脈沖調(diào)制輸出1/可編程門陣列輸出腳/定時器和計數(shù)器1外部時鐘輸入I/O口。 </p><p>　　10. GND:地。 </p><p>　　11. P3.7/PCAO/PWMO:I/O口/可編程門陣列輸出腳/脈沖調(diào)制輸出.</p><p>　　12. P1.0/ADC0/CLKOUT0

60、:標準I/O口/AD轉換通道0/定時器，記數(shù)器時鐘輸出口。 </p><p>　　13. P1.1/ADC1/CLKOUT1:標準I/O口/AD轉換通道1/定時器，記數(shù)器時鐘輸出口。</p><p>　　14. P1.2/ADC2: 標準I/O口/AD轉換通道2 </p><p>　　15. P1.3/ADC3: 標準I/O口/AD轉換通道3</p>

61、<p>　　16. P1.4/SS/ADC4:標準I/O口/SPI同步串行接口的從機選擇信號/AD轉換通道4. </p><p>　　17. P1.5/MOSC/ADC5:標準I/O口/SPI同步串行接口的主入從出/AD轉換通道5. </p><p>　　18. P1.6/MISO/ADC6:標準I/O口/SPI同步串行接口的主出從入/AD轉換通6. </p>&l

62、t;p>　　19. P1.7/SCLK/ADC7:標準I/O口/同步串行接口的時鐘信號/AD轉換通道7. </p><p>　　20. VCC:高電平 </p><p><b>　　3.5硬件原理圖</b></p><p>　　硬件原理圖如圖3.2所示</p><p>　　圖3.2 硬件原理圖</p>

63、<p>　　原理圖使用STC12C2052單片機作為主控元件，通過控制I/O口開關繼而控制16個LED燈的亮滅。該原理圖中加入了電解電容C1濾波電路，以確保輸入單片機的電流為直流。使用晶振控制單片機的工作周期。其中由于該單片機的I/O口不夠，不足以控制16個LED燈的顯示，所以采用了兩個移位寄存器74HC595，運用其串行輸入并行輸出的特點來擴展單片機的I/O口，以達到控制16個LED燈亮滅的操作。同時采用了AT24C02芯

64、片用來存儲點陣數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件的設計</b></p><p>　　4.1軟件設計流程圖</p><p>　　該程序的軟件設計流程圖如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 軟件設計流程圖</p><p>　　程序開始運行時，首先是對單片機I/O口、寄存器進行初始

65、化操作，主要是為了讓程序按照預先設定好的初始值運行。初始化完成之后，由紅外接收器判斷是否有信號輸入，一旦有信號輸入，便開始讀取存儲區(qū)數(shù)據(jù)，然后把讀取到的數(shù)據(jù)進行點陣轉換，再將其輸入到顯示的緩沖區(qū)中，然后由顯示緩沖區(qū)送顯示，并且送數(shù)據(jù)的計數(shù)器加1。接著由單片機檢測是否整個內(nèi)容顯示完畢，沒有顯示完畢則循環(huán)初始化操作之后的步驟，在紅外接收器接收到信號時更新顯示內(nèi)容，直至檢測到內(nèi)容已經(jīng)完全顯示完畢。</p><p>　　

66、一旦檢測到整個內(nèi)容顯示完畢，則計數(shù)器清零，并且再次回到初始化之后循環(huán)掃描，重新顯示整個內(nèi)容。</p><p>　　4.2 LED點陣代碼生成</p><p>　　打開點陣代碼生成器軟件，軟件界面如圖4.2所示</p><p>　　圖4.2 點陣代碼生成器軟件界面</p><p>　　首先是輸入要顯示的文字，先點擊文字預覽后面的文本框，如圖4.

67、3所示</p><p>　　圖4.3 文字預覽框</p><p>　　點擊以后會彈出一個文本框，如圖4.4所示</p><p>　　圖4.4 輸入文字文本框</p><p>　　在文本框中輸入想要顯示的內(nèi)容“WILL COME 北京理工大學珠海學院”，輸入完畢后點擊確定。</p><p>　　回到了軟件的頁面，點擊生成

68、HEX文件，按鍵如圖4.5所示</p><p>　　圖4.5 生成HEX按鍵</p><p>　　點擊以后就會出現(xiàn)選擇菜單，如圖4.6所示</p><p>　　圖4.6 生成HEX文件選擇菜單界面</p><p>　　點擊第一項，如圖4.7所示</p><p><b>　　圖4.7 選擇選項</b>

69、;</p><p>　　選擇其中的保存HEX文件，如圖4.8所示</p><p>　　圖4.8 保存HEX文件按鍵</p><p>　　會彈出詢問你需要保存的目錄位置，界面如圖4.9所示</p><p><b>　　圖4.9 保存界面</b></p><p>　　選擇想要保存的路徑，點擊保存就保存

70、好了。</p><p>　　接下來運行STC-ISP軟件，軟件界面如圖4.10所示</p><p>　　圖4.10 STC-ISP軟件界面</p><p>　　先選擇單片機的型號，如圖4.11所示</p><p>　　圖4.11 單片機型號選擇框</p><p>　　選擇好了相應的單片機型號以后，再選擇外部晶振，如圖4

71、.12所示</p><p>　　圖4.12 選擇外部晶振</p><p>　　點擊打開HEX文件，如圖4.13所示</p><p>　　圖4.13 打開HEX文件</p><p>　　打開之前保存HEX文件的位置，點擊打開，接下來選擇下載HEX文件，如圖4.14所示</p><p><b>　　圖4.14 下

72、載</b></p><p>　　點下載后迅速冷啟動旋轉屏，操作完畢。</p><p>　　5 硬件的安裝與調(diào)試</p><p><b>　　第一步；焊接</b></p><p>　　焊接電容和貼片LED</p><p>　　在焊接貼片LED時，要注意把握好焊接時的時間，因為貼片LED燈

73、非常小，所以一旦時間太長，就會把LED燈燙壞。而且在焊接LED的過程中要注意方向，這次用的LED燈都是共正極的。焊接LED時候方法也很重要，如果拿著電烙鐵直接把LED焊接在電路板上的話，會把電路板搞壞，而且LED燈也焊接不上了。正確的焊接方法是在焊接LED時候，先把整個電路板的全部共正極的焊盤上都點一點焊錫，然后固定好電路板，用鑷子夾住LED用電烙鐵小心地把它焊接在上面，焊接的時間最好掌握在2-3s內(nèi)，因為上面說了時間一長LED 就燙壞

74、了。</p><p>　　焊接接收管，4148，3.9V穩(wěn)壓，電容</p><p>　　焊接電容的時候要注意極性，焊接好了電容后那，還需要把電容進行彎角。</p><p><b>　　焊接插針，晶振</b></p><p>　　焊接插針的時候一定要主要好了插針的方向了，焊接插針的時候一定要將插針安裝平滑一些了，焊接晶振的

75、時候要把晶振焊接在線路板的背面，要將晶振從后面插入，從正面來進行焊接，接下來就是焊接板制作關鍵的時候了，焊接主控，焊接的時候要注意方向。 </p><p><b>　　第二步：鉆孔</b></p><p>　　仿照小方盒的位置，在大方盒的正面鉆一個孔，孔的直徑需要7mm。</p><p>　　把小方盒翻轉過來，把盒子里四個圓柱中兩個較小的圓柱用

76、工具挖平。</p><p>　　把電動機的支座兩個小孔搞大一些，但是要主要千萬不能把它搞通了，因為一旦搞通了就會影響美觀。</p><p>　　把已經(jīng)鉆好孔的電動機支座置于小方盒上，然后按照電動機支座上面3個孔的位置在對應的位置鉆孔。</p><p>　　在用直徑為0.88mm的仿照電動機支座周邊的那3個孔在小方盒上鉆孔，</p><p>　

77、　用尺子測量一下小方盒上2個柱子之間的距離，一般的距離是43.98mm，測量好了這2個柱子的距離之后，在大方盒上對應的位置做好了記號，然后用電鉆進行鉆孔。</p><p>　　鉆好孔以后，把小方盒與大方盒用螺絲固定好就可以了。</p><p>　　第三步：焊接底座的部分；</p><p>　　1. 固定發(fā)射模塊。先將無線輸電微控制模塊的帶有散熱片的另一段固定在制作

78、盒上。在散熱片固定好之后，為了有利于發(fā)射管的發(fā)射，需要將無線輸電微控制模塊的發(fā)射管弄彎。</p><p>　　2.接下來連接電動機、電源、電源開關，需要把方盒的2個小柱子挖掉，確保和塑料面板一樣平，在圓柱下方鉆一個直徑大約為0.5mm的孔，然后對應的右邊的圓柱的180度的下方鉆一個直徑大約為0.4mm的小孔，鉆好孔以后，接上無線輸電微型模塊，用膠水將其固定住。</p><p><b

79、>　　第四步：安裝</b></p><p>　　先把轉動座用螺絲固定好，固定好了電路板以后，對高頻磁環(huán)進行固定，高頻磁環(huán)可能有些小，所以要用小刀削小一些，直到高頻磁環(huán)能夠順利安裝上為止，安裝好了高頻磁環(huán)以后，安裝次級線圈，最后剩下的就基本是接線的問題了。</p><p><b>　　第五步：軟件調(diào)試</b></p><p>　

80、　把程序燒錄到旋轉LED顯示器的單片機內(nèi)，進行程序的檢查和調(diào)試。</p><p><b>　　6 總結</b></p><p>　　本文通過用單排的LED顯示字幕、圖案做為研究對象。運用單片機、點陣字模、電機提出設計方案。對于此次設計有以下幾個方面的總結：</p><p>　　高速運轉的單排LED在一定頻率和轉速的情況下可以顯示出一幅完整的特定

81、的圖案或者文字。</p><p>　　電機選擇從成本上可以選擇普通電機作為電機使用</p><p>　　在旋轉屏供電方面使用無線供電，避免了使用電刷損壞率高、使用直接電池供電影響整個設計穩(wěn)定的問題，而且成本相對低廉。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]. 陸榮慶.LED顯示屏行業(yè)發(fā)展

82、20年[J].電氣照明，2006, 25（4）：72-73.</p><p>　　[2]. 萬文略等.單片機原理及應用[M].重慶：重慶大學出版社，2004.</p><p>　　[3]. 唐介.電機與拖動[M].北京：高等教育出版社，2003.</p><p>　　[4]. 詹新生，張江偉.基于單片機的16X64LED點陣顯示屏的設計[J].2009.08.電子元

83、器件應用，2009，11（8）：8-10.</p><p>　　[5]. 袁強，陸啟生，李文煜.基于單片機89C51和89C2051點陣LED圖文顯示[J].沈陽單片機開發(fā)網(wǎng),2006, 4 (1):1-4.</p><p>　　[6]. 鄧宏貴等.基于步進電機細分驅(qū)動技術的旋轉LED顯示屏設計[J].液晶與顯示，2008， 23（5）：596-598.</p><p&

84、gt;　　[7]. 夏萌，劉文波. 基于嵌入式系統(tǒng)的LED顯示屏設計與實現(xiàn)[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2009，27（2）：198-200.</p><p>　　[8]. 杜小華，張偉剛，馬宏亮.基于嵌入式的LED點陣顯示系統(tǒng)[J].凱里學院學報，2009， 27（3）：18-20.</p><p>　　[9]. 童星.基于嵌入式的LED點陣顯示屏的研究與實現(xiàn)[D].湖北：武漢理

85、工大學，2005.03.</p><p>　　[10]. 高吉祥主編.《全國大學生電子設計競賽培訓系列教程》 .北京：電子工業(yè)出版社 2007.5</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　這次畢業(yè)設計即將完成之際，謹此向我的導師李老師致以衷心的感謝和崇高的敬意！這次畢業(yè)設計是在李老師的悉心指導下完成的。從最開始的課題選

86、取、開題報告的撰寫、設計中的實驗到最后論文的完成每一個環(huán)節(jié)都離不開李老師的辛勞。李老師他敏銳的洞察力，知識的淵博，治學態(tài)度非常嚴謹。他精益求精的工作作風和對科學的獻身精神給我留下了刻骨銘心的印象，這些都使我受益匪淺。</p><p>　　感謝北京理工大學珠海學院信息學院為我提供了這次難得的學習機會，感謝院里的領導和老師為我提供了良好的研究實驗環(huán)境，在此我向這些敬愛的老師表示誠摯的敬意！正是他們熱情的關懷和幫助，才

87、使我順利的完成學業(yè)。</p><p>　　感謝自動化專業(yè)全體同學，正是由于他們的幫助和支持，才使我順利克服一個個的困難和疑惑，直到本畢業(yè)設計論文的順利完成。</p><p>　　在我讀大學期間，我的家人始終如一的支持和鼓勵我，我的成功離不開他們所傾注的心血。為此，我衷心感謝他們給予我的關懷。</p><p>　　感謝所有關心和幫助過我的人們。</p>

88、<p>　　最后，衷心感謝能耐心看完我的論文并提出寶貴意見和建議的您！</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　源程序</b></p><p><b>　　org 00h</b></p><p><b>　　jmp cfg&

89、lt;/b></p><p><b>　　org 03h</b></p><p><b>　　call e0t</b></p><p><b>　　reti</b></p><p>　　cfg: setb ea ; </p><p><b&g

90、t;　　setb ex0</b></p><p><b>　　setb it0</b></p><p>　　mov dptr,#tab</p><p>　　mov 31h,#1000b;</p><p>　　mm: setb p1.4</p><p><b>　　setb p

91、1.5</b></p><p>　　call key ; </p><p>　　djnz 44h,mm0</p><p>　　djnz 45h,mm0</p><p><b>　　mov a,31h</b></p><p>　　call ssj ;</p><p&g

92、t;<b>　　mov a,#0h</b></p><p>　　call ssj ;</p><p><b>　　cpl p1.6</b></p><p><b>　　setb p1.6</b></p><p>　　call tld ; </p><p>

93、;　　mm0: jb 00h,mm</p><p><b>　　setb 00h</b></p><p>　　call disp ; </p><p>　　; mov 44h,#0</p><p>　　mov 45h,#0</p><p><b>　　jmp mm ; </b>

94、;</p><p>　　fys:cpl a ; </p><p>　　ys: mov 30h,a; </p><p>　　ys0: nop ;</p><p><b>　　nop</b></p><p>　　djnz 30h,ys0</p><p><b>　　r

95、et</b></p><p>　　key: jb p3.0,kend ; </p><p><b>　　mov a,31h</b></p><p><b>　　rl a ; </b></p><p><b>　　mov 31h,a</b></p>&l

96、t;p>　　k1: mov a,31h ; </p><p><b>　　call ssj</b></p><p><b>　　mov a,#0h</b></p><p><b>　　call ssj</b></p><p><b>　　cpl p1.6<

97、/b></p><p><b>　　setb p1.6</b></p><p>　　call tld ; </p><p><b>　　call tld</b></p><p><b>　　call tld</b></p><p><b>

98、;　　call tld</b></p><p>　　djnz r6,k1</p><p><b>　　kend: ret</b></p><p>　　disp: inc r5 ; </p><p><b>　　mov a,r5</b></p><p><b&

99、gt;　　rl a</b></p><p>　　movc a,@a+dptr ; </p><p><b>　　call ssj</b></p><p><b>　　mov a,r5</b></p><p><b>　　rl a</b></p><

100、;p><b>　　inc a</b></p><p>　　movc a,@a+dptr ; </p><p>　　;setb acc.1 ;</p><p><b>　　call ssj</b></p><p><b>　　cpl p1.6</b></p>

101、<p><b>　　setb p1.6</b></p><p><b>　　call tld</b></p><p>　　cjne r5,#127,dsd; </p><p>　　dsd: ;mov 45h,#0</p><p><b>　　jc disp</b>&l

102、t;/p><p><b>　　ret; </b></p><p>　　ssj: mov b,#8; </p><p><b>　　cpl a</b></p><p>　　fs0: rlc a</p><p>　　mov p1.7,c</p><p><

103、;b>　　cpl p1.6</b></p><p><b>　　setb p1.6</b></p><p>　　djnz b,fs0</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　tld: clr p1.5</p><p><b>

104、;　　;clr p1.4</b></p><p><b>　　mov a,31h</b></p><p><b>　　call ys</b></p><p><b>　　setb p1.5</b></p><p>　　;setb p1.4</p>&l

105、t;p><b>　　mov a,31h</b></p><p><b>　　call fys</b></p><p><b>　　ret</b></p><p>　　e0t: clr 00h; </p><p><b>　　mov r5,#0</b>

106、</p><p>　　inc dptr; </p><p><b>　　inc dptr</b></p><p><b>　　inc dptr</b></p><p><b>　　inc dptr</b></p><p><b>　　mov a

107、,dph</b></p><p>　　cjne a,#10h,e0d</p><p>　　mov dptr,#tab</p><p><b>　　e0d: ret</b></p><p><b>　　tab:;</b></p><p>　　db 01h,0f0h,

108、01h,0ch,00h,30h,01h,0c0h</p><p>　　db 00h,30h,01h,0ch,01h,0f0h,01h,00h</p><p>　　db 00h,00h,00h,0f8h,01h,44h,01h,44h</p><p>　　db 01h,44h,01h,44h,00h,0c8h,00h,00h</p><p>　

109、　db 00h,00h,10h,04h,10h,04h,1fh,0fch</p><p>　　db 00h,04h,00h,04h,00h,00h,00h,00h</p><p>　　db 00h,00h,00h,70h,00h,88h,01h,04h</p><p>　　db 01h,04h,01h,04h,00h,88h,00h,00h</p>&

110、lt;p>　　db 00h,00h,00h,0f8h,01h,04h,01h,04h</p><p>　　db 01h,04h,01h,04h,00h,0f8h,00h,00h</p><p>　　db 01h,04h,01h,0fch,01h,04h,01h,00h</p><p>　　db 01h,0fch,01h,04h,01h,00h,00h,0fch

111、</p><p>　　db 00h,00h,00h,0f8h,01h,44h,01h,44h</p><p>　　db 01h,44h,01h,44h,00h,0c8h,00h,00h</p><p>　　db 00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h</p><p>　　db 00h,00h,00h,00h,00h,0

112、0h,00h,00h</p><p>　　db 00h,04h,04h,06h,04h,04h,04h,08h</p><p>　　db 04h,08h,0ffh,0ffh,00h,00h,00h,00h</p><p>　　db 00h,00h,0ffh,0fch,02h,02h,04h,02h</p><p>　　db 08h,02h,1

113、0h,02h,00h,1eh,00h,00h</p><p>　　db 20h,00h,20h,02h,20h,04h,27h,0d8h</p><p>　　db 24h,40h,24h,42h,0a4h,41h,64h,7eh</p><p>　　db 24h,40h,24h,40h,24h,40h,27h,0d0h</p><p>　　d

114、b 20h,08h,20h,06h,20h,00h,00h,00h</p><p>　　db 20h,04h,21h,06h,21h,04h,3fh,0f8h</p><p>　　db 21h,08h,21h,08h,00h,02h,7fh,22h</p><p>　　db 49h,22h,49h,22h,7fh,0feh,49h,22h</p>&l

115、t;p>　　db 49h,22h,7fh,22h,00h,02h,00h,00h</p><p>　　db 00h,04h,20h,04h,20h,04h,20h,04h</p><p>　　db 20h,04h,20h,04h,20h,04h,3fh,0fch</p><p>　　db 20h,04h,20h,04h,20h,04h,20h,04h</

116、p><p>　　db 20h,04h,20h,04h,00h,04h,00h,00h</p><p>　　db 04h,01h,04h,01h,04h,02h,04h,04h</p><p>　　db 04h,08h,04h,30h,04h,0c0h,0ffh,00h</p><p>　　db 04h,0c0h,04h,30h,04h,08h,0

117、4h,04h</p><p>　　db 04h,02h,04h,01h,04h,01h,00h,00h</p><p>　　db 02h,20h,0ch,20h,88h,20h,69h,20h</p><p>　　db 09h,20h,09h,22h,89h,21h,69h,7eh</p><p>　　db 09h,60h,09h,0a0h,

118、19h,20h,28h,20h</p><p>　　db 0c8h,20h,0ah,20h,0ch,20h,00h,00h</p><p>　　db 20h,08h,22h,0ch,22h,08h,3fh,0f0h</p><p>　　db 22h,10h,22h,10h,05h,04h,79h,18h</p><p>　　db 11h,60

119、h,11h,80h,0ffh,0ffh,11h,80h</p><p>　　db 11h,60h,11h,18h,01h,04h,00h,00h</p><p>　　db 08h,20h,06h,20h,40h,3eh,30h,0c0h</p><p>　　db 03h,00h,08h,80h,10h,0b8h,0efh,0c8h</p><p&

120、gt;　　db 28h,88h,2ah,0aah,29h,99h,28h,8ah</p><p>　　db 2fh,0fch,20h,88h,00h,80h,00h,00h</p><p>　　db 02h,20h,0ch,20h,88h,20h,69h,20h</p><p>　　db 09h,20h,09h,22h,89h,21h,69h,7eh</p&g

121、t;<p>　　db 09h,60h,09h,0a0h,19h,20h,28h,20h</p><p>　　db 0c8h,20h,0ah,20h,0ch,20h,00h,00h</p><p>　　db 00h,00h,7fh,0ffh,44h,20h,5ah,10h</p><p>　　db 61h,0e0h,08h,01h,30h,82h,24h