基于单片机的LED旋转显示屏设计与研究-朱峰

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AbstractInthenewcentury,thephotoelectronindustrywideattentionbysociety,LEDdisplayasanimportantmeansofinformationdissemination,hasbeenwidelyusedinindoorandoutdoorservices,contentandservicesneededpublicitypurposesinpublicplaces.Inparticular,thereisnoprojectorinplace,rotatingLED'ssuperiorityreflectedveryclearlyintoday'shighlydevelopedeconomymarkets,creative,applicationwide,thediversionofconvenient,attractiveinformationdisseminationsystemisextremelyimportant!Thetwenty-firstcenturyistheeraofdigitalcommunication,withtheLEDtechnologyandthepopularityofdigitalLEDdisplayiswidelyused.TraditionalLEDdisplaytoeffectmostlyflat,circularrotatingLEDdisplaydesignistheuseoftemporarystayinthehumanvisualeffects,high-speedmotortodrivetheLEDarrayrotation,theformationof360-degreecirculardisplaycanstandonanypointofview,completewithoutviewingdead,togivepeopleanewvisualexperience.ThedesignisbasedonAT89S52MCU,usingseparateLED,drivenbyDCmotorrotation,canformthree-dimensionaleffect,makeitmorecolorful,morespectator,canbewidelyusedinhomes,businessesandpublicplaces.ViewtraditionalLEDdisplaysingle,largerandlargernumberofrequiredcharacteristicsoflight-emittingdiode,LEDdisplayofmotordrivencirculararrayofhigh-speedrotationofthedisplay,to360fullview,inthesameamountofinformationdisplayedonthelowerproductvolumeandreduceontheuseofLEDs,thedesigncanoftenfacilitatethetransformationofacontent,canbeportable,highinformationcontent,lowcost,simplestructure,theinformationbroadcastsystem,therotatingLEDdisplay.Keywords:Rotary;LEDarray;circulardisplay;AT89S52;SCM目录引言.....................................................................1国内外研究现状...........................................................2第一章系统总体设计....................................................31.1系统的设计目标.......................................................31.2总体设计.............................................................3第二章硬件设计........................................................42.1系统的工作原理.......................................................42.2电机选取.............................................................52.3系统供电方案.........................................................52.4主控芯片选取.........................................................62.5电机改装.............................................................62.5.1供电电源.........................................................62.5.2实现方法.........................................................62.6重心调节.............................................................72.7电源设计.............................................................72.8LED旋转同步设计.....................................................82.8.1中断系统...........................................................82.8.2LED驱动电路.....................................................92.9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........................133.1无线数据收发组成结构................................................133.2系统实现过程........................................................133.3无线收发芯片nRF401介绍.............................................143.4芯片内部结构.......................................................15第四章系统软件设计..................................................174.1软件的总体设计......................................................174.2系统各模块程序的设计................................................174.2.1主机程序模块....................................................184.2.2从机程序模块....................................................19第五章结论...........................................................20谢辞...................................................................21参考文献..............................................................22附录...................................................................231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MAX