基于单片机的LED旋转显示屏设计与研究毕业论文.doc
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基于单片机的LED旋转显示屏设计与研究毕业论文.doc
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学科代码:
080601
学号:
111403010094
贵州师范大学(本科)
毕业论文
题目:
基于单片基的LED旋转显示屏研究
学院:
机械与电气工程学院
专业:
电气工程及其自动化
年级:
2011级
姓名:
朱峰
指导教师:
胡波(讲师)
完成时间:
2015年4月25日
摘要
进入新世纪,光电子产业得到社会广泛的重视,LED显示作为信息传播的一种重要手段,已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所。
尤其在没有投影仪的地方,旋转LED的优越性体现得非常明显,在当今高度发达的经济市场上,富有创意、应用面广的、挪移方便、具有吸引力的信息传播系统显得十分的重要!
二十一世纪是数字传播的时代,随着LED技术的应用和普及,数字LED显示屏的应用非常广泛。
传统的LED显示屏以平面效果居多,旋转式LED环形显示屏的设计,是利用人眼视觉暂留效应,通过高速电机带动LED阵列旋转,形成360度环形显示画面,可站在任何角度观看,完全无观赏死角,给人们一种新的视觉体验。
本设计基于AT89S52单片机,采用独立的LED,通过直流电机带动旋转,可形成立体效果,使其更加绚丽,更具有观赏性,可广泛应用于家居,企业和公共场所。
针对传统LED显示屏视角单一、体积较大、需要的发光二极管数目较多等特点,利用电机带动LED显示阵列高速旋转实现环形显示,达到360全视角,在相同显示信息量上降低产品体积,减少对发光二极管的使用,设计一个可以经常方便变换内容、能够携带方便、信息容量大、价格低廉、结构简单的信息播放系统,即旋转LED显示屏。
关键词:
旋转式;LED阵列;环形显示屏;AT89S52;单片机
Abstract
In the new century, the photoelectron industry wide attention by society, LED display as an important means of information dissemination, has been widely used in indoor and outdoor services, content and services needed publicity purposes in public places. In particular, there is no projector in place, rotating LED's superiority reflected very clearly in today's highly developed economy markets, creative, application wide, the diversion of convenient, attractive information dissemination system is extremely important!
The twenty-first century is the era of digital communication, with the LED technology and the popularity of digital LED display is widely used. Traditional LED display to effect mostly flat, circular rotating LED display design is the use of temporary stay in the human visual effects, high-speed motor to drive the LED array rotation, the formation of 360-degree circular display can stand on any point of view, complete without viewing dead, to give people a new visual experience. The design is based on AT89S52MCU, using separate LED, driven by DC motor rotation, can form three-dimensional effect, make it more colorful, more spectator, can be widely used in homes, businesses and public places. View traditional LED display single, larger and larger number of required characteristics of light-emitting diode, LED display of motor driven circular array of high-speed rotation of the display, to 360 full view, in the same amount of information displayed on the lower product volume and reduce on the use of LEDs, the design can often facilitate the transformation of a content, can be portable, high information content, low cost, simple structure, the information broadcast system, the rotating LED display.
Keywords:
Rotary; LED array; circular display; AT89S52 ;SCM
目录
引言 1
国内外研究现状 2
第一章系统总体设计 3
1.1系统的设计目标 3
1.2总体设计 3
第二章硬件设计 4
2.1系统的工作原理 4
2.2电机选取 5
2.3系统供电方案 5
2.4主控芯片选取 6
2.5电机改装 6
2.5.1供电电源 6
2.5.2实现方法 6
2.6重心调节 7
2.7电源设计 7
2.8LED旋转同步设计 8
2.8.1中断系统 8
2.8.2LED驱动电路 9
2.9旋转LED显示原理 12
第三章系统中所用到的nRF401无线芯片介绍 13
3.1无线数据收发组成结构 13
3.2系统实现过程 13
3.3无线收发芯片nRF401介绍 14
3.4芯片内部结构 15
第四章系统软件设计 17
4.1软件的总体设计 17
4.2系统各模块程序的设计 17
4.2.1主机程序模块 18
4.2.2从机程序模块 19
第五章结论 20
谢辞 21
参考文献 22
附录 23
引言
由于科技技术的不断突破,电子技术的发展越来越快取得了惊人的进步。
特别是近几年来,电子技术的发展突飞猛进,无论是工业、农业,还是其它领域都随之发生了重大改变,也为技术创新奠定坚实的理论基础。
我们应当具备创新和开发的能力,本文所介绍的旋转LED显示屏就是一个例子。
通过单片机的应用和普通直流电机的改装实现这一功能,通过良好的视觉效果激发我们对电子科学的兴趣。
柱式旋转LED显示屏是一种比较新颖的显示屏,总的来看成本低是一大优势,另外像大厅和候车室之类的场合,360度的可视角度使之非常适合。
如果能解决好显示亮度问题,便可应用于室外,像一些广告塔、楼顶等场合,LED显示屏的一个新品种、是未来发展的方向。
这类显示屏如果在进一步,解决视频数据的传输,就可以做出旋转柱式视频显示屏,控制电路的视频显示较为成熟,显示器件用RGB阵列,应用范围则可以大大增加。
本文所设计的基于单片机旋转LED显示屏是以AT89S52单片机为核心,最大限度的利用了单片机的资源,与LED驱动芯片紧密结合,通过无线收发芯片控制,实现显示功能。
本文分为七章,详细说明了LED旋转屏的设计方法、原理、以及设计流程。
第一章主要介绍系统的总体设计。
第二章主要介绍系统的硬件设计,对电路的设计原理和芯片选择以及各硬件选取;第三章是对系统设计方案中所用到的nRF401无线芯片的介绍。
第四章是系统的软件介绍。
主要是对MAX公司的LED驱动芯片MAX6969的介绍。
国内LED显示屏研究现状
我国的LED显示屏产业经过几年的发展,基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。
在国内市场上,国产LED显示屏的市场占有率近100%,国外同类产品基本没有市场,LED所占的市场将会越来越大,影响也会越来越深远。
我国的LED显示屏产业已成较大规模,技术水平相对领先,应用领域也很广泛的特点。
2008年北京举行的奥运盛会虽已顺利闭幕,但所展现出的种种前所未有的规模已经深深的烙在了全世界人的心中。
特别是奥运盛会上所应用的LED产品类型和数量规模都是空前的。
LED显示屏作为一种新型的显示器件出现在2008 年北京奥运会的开幕式、比赛场馆、奥运文化广场以及奥林匹克公园等LED项目中,国内LED企业承接了主要的工程项目,提供了大量的LED产品,总体上展示了我国LED行业的技术产品优势和产业发展水平。
也体现了我国LED产业的力量和技术这也在一定程度上预示着 LED 产业必是未来的一种趋势
国外LED显示屏研究现状
对于国外LED显示屏的研究上了一个新的层次,如日本Hibino公司展示的产品STEALTH,这是一款能透视背景的穿透式LED显示屏,可呈现出一个综合汇聚了影像、照明、舞台道具、背景灯元素的立体影像空间。
从可视性影像到体验型影像,展示演出及舞台设计创意空间得到扩展,视觉表现的世界无限延伸。
随着LED高性能材料的发展,LED显示屏也必将得到发展,从而旋转LED显示屏也将随之发展,并相信,旋转LED显示屏将会给人们的生活带来更多的便利,造福于人类。
第一章系统总体设计
1.1系统的设计目标
研究和设计旋转LED显示屏的设计要求。
系统通过用MCS-51汇编语言系为核心的控制装置,通过控制电机保持一定的速度和稳定的旋转,由单行LED扫描显示屏幕旋转;单片机根据LED旋转的速度,控制LED发光或熄灭,形成视觉图形点阵显示。
1.2总体设计
旋转LED显示屏的系统总框图,如图1.2.1所示。
该系统由五个部分组成:
系统供电模块、显示单元、通讯单元、控制单元和键盘输入单元。
其中,单片机控制的LED显示屏由MA6969高电流LED控制器一起控制,键盘是用于实现人机交互的功能,系统权力来自电机的中心,采用的是外接电源。
用户可以通过按钮主单片机输入命令,并从单片机通过串口命令无线传输,从单片机的解码命令MA6969周期和高电流LED控制器来控制LED显示。
芯片系统中,主单片机负责人机交互的接口,负责主机命令的翻译从单片机,以提高和更新系统。
外接电源
直流电机
LED阵列
功能按键切换
控制芯片
nRF401无线收发器
nRF401无线收发器
控制芯片
电机驱动
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- 基于 单片机 LED 旋转 显示屏 设计 研究 毕业论文