旋转LED显示屏的设计与制作

摘要

随着社会信息技术的发展，高科技教育和创新活动越来越受到大家的关注，电子产品越来越受到大家的青睐，旋转LED显示屏这一信息技术的前沿领域也得到了飞速发展，而在旋转LED显示屏中主要应用的便是单片机。

在户外广告屏上，高科技是不可缺少的，因此单片机技术的应用注定是不可或缺的，所以利用AVR单片机技术制作的旋转LED显示屏的应用价值及科研价值是很高的。我们利用AVR单片机，通过Atmega16芯片制作出的旋转LED显示屏，可以顺利完成我们所要求的显示的内容，现场演示。通过自制的ISP下载线与电脑之间的链接，将电脑中的程序文件输入到单片机中，根据我们的需要显示不同的内容。

该设计主要包括：基板硬件的设计、硬件驱动的设计、显示程序的设计等。它具有设计思路简捷、程序简短、结构简单等特点。

旋转LED显示屏用于教学演示，可以使学生了解动态扫描的原理，同时对相关知识的综合应用有一个清晰的认识，易于加深对相关知识的了解、掌握。能更好的应用所学到的知识，更好的把所学到的知识应用的实物中去，能引导同学们去开发想象到的东西，能是学到的理论知识更好的与实际相结合。

关键字：旋转LED显示屏；Atmega16单片机

THE DESIGN AND PRODICTION OF THE

ROTATING LED DISPLAY

ABSTRACT

With the social development of information technology, more and more high-tech education and innovation activities be given due attention, electronic products, more and more people of all ages, rotating LED display of information technology frontier has been rapid development, and the main application is in the rotating LED display microcontroller.

Outdoor advertising screen, high-tech is indispensable for the application of single-chip technology is bound to be an integral part of the rotating LED display using A VR microcontroller technology to produce value and scientific value is very high. We use the A VR microcontroller, the Atmega16 chip to produce a rotating LED display, the successful completion of the contents of the display we are asking, live demonstration. Link between the homemade ISP download cable from the computer, the computer's program files are input to the microcontroller, display different content according to our needs.

This design mainly includes: a substrate hardware design, hardware-driven design, showing the design of the program. It has a simple design ideas, a brief program, simple structure and other characteristics.

The rotation LED display for teaching demonstration, to enable students to understand the principle of dynamic scanning, the integrated application of knowledge at the same time have a clear understanding, easy to deepen the knowledge to understand and master. Better able to apply my knowledge and better application of knowledge learned in kind to guide students to develop imagine things, the theoretical knowledge learned better with practice combination.

Key words：the rotating LED display; Atmega16 single chip microcomputer

1 前言------------------------------------------------------------1

2 系统设计构思-----------------------------------------------------2 2.1 设计要求----------------------------------------------------2 2.2 显示屏的原理------------------------------------------------2

2.3 模块设计的方案----------------------------------------------2

2.3.1 显示屏整体设计----------------------------------------2

2.3.2 控制器模块--------------------------------------------2

2.3.3 传感器模块--------------------------------------------3

2.3.4 电源模块----------------------------------------------3

2.3.5 显示模块----------------------------------------------4

2.4 最终方案----------------------------------------------------4

3 系统机构---------------------------------------------------------5

4 硬件实现及单元电路设计-------------------------------------------6 4.1 微控制器模块的设计------------------------------------------6 4.2 指针板电路的设计--------------------------------------------6 4.3 基板电路的设计----------------------------------------------7

4.3.1 主要元件7805稳压块的介绍-----------------------------8 4.3.2 主要元件3296电位器的介绍-----------------------------8 4.4 光电管的安装------------------------------------------------9 4.5 指针版电源的连接--------------------------------------------9

4.6 ISP下载线的制作--------------------------------------------10

5 软件实现--------------------------------------------------------11

5.1 显示处理--------------------------------------------------11

5.2 程序源文件------------------------------------------------15

6 系统调试--------------------------------------------------------23

6.1 7805的降压与散热处理--------------------------------------23

6.2 电量储存问题的处理------------------------------------－--23

6.3 文字调节问题的处理------------------------------------－--24

7 结论----------------------------------------------------------25

参考文献------------------------------------------------------26 致谢------------------------------------------------------------27

1 前言

单片机又称单片机微控制器，它是把一个计算机系统集成到一个芯片上，单片机技术就是计算机技术的一个分支，是旋转LED显示屏的核心元件，在旋转LED显示屏设计中主要就是应用AVR弹片机的技术进行控制的。我们在这次项目中应用的AVR单片机是很新颖的一种，它不仅价格低廉，可以节省很多开发费用，而且内部存储器的擦写可达到10000次以上，不会产生报废品。

在户外广告屏上，高科技是不可缺少的，因此单片机技术的应用注定是不可或缺的，所以利用AVR单片机技术制作的旋转LED显示屏的应用价值及科研价值是很高的。我们利用AVR单片机制作出的旋转LED显示屏，可以顺利完成我们所要求的显示的内容，现场演示。通过自制的ISP下载线与电脑之间的链接，将电脑中的程序文件输入到单片机中，根据我们的需要显示不同的内容。

所完成的作品可以直接应用于单片机的教学之中，使自己的毕业设计有了实在的应用价值。本作品今后可以向商品化方面进行开发，以使之有更大的价值。

由于某些资料及时间的限制，所以致使AVR单片机的一些功能没有全部扩展出来，处于正在研究探索中。我们会对该项目进行不断的创新。

2 系统设计构思

2.1 设计要求

(1)旋转部分的电路板重心要适中，以便旋转起来后没有大的抖动。

(2)旋转电路板能检测到一个固定的位置来确定显示起始位置。

(3)显示内容要有花形图案、汉字静态显示和汉字动态滚动显示。

2.2显示屏的原理

旋转LED显示屏采用扫描方式进行显示,其实现原理是通过控制不同时间段内让不同批次的LED轮流点亮,根据人眼的视觉暂留特性,当扫描帧频达到24Hz以上时,人眼便感觉不到扫描过程,而是一幅稳定的图像。

2.3 模块设计的方案

根据设计要求，本系统主要由控制器模块、电源模块、传感器模块、显示模块等模块构成。

为较好的实现各模块的功能，我们选择了最合理的设计方案

2.3.1 显示屏整体设计

制作旋转LED显示屏。经反复论证考虑，采用方形薄木板做系统平台，用塑胶块做好支架。中间装上直流电动机。将焊好元件的条形电路板插在电动机转轴上。

为保平衡，在轻的一侧用小螺丝配重。

2.3.2 控制器模块

采用Atmel公司的ATmega16L单片机作为主控制器。ATmega16L是一个低功耗，高性能的8位单片机。片内资源丰富，16K的Flash，Boot代码区，512字节的EEPROM，1K的SRAM，JTAG接口, 仿真和下载，支持ISP下载，3个带PWM的定时器，8路10位的AD转换器，UART（异步串口），SPI（同步串口），看门狗，TWI（IIC）接口，模拟比较器等。引脚图如图2-1。

图2-1 ATmega16L引脚示意图

2.3.3 传感器模块

用红外发射管和接收管。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到红外接收管就能检测出光信号而输出低电平，若接收不到发射管发出的光信号则输出高电平。

2.3.4 电源模块

旋转LED显示屏设计的成败，不是取决于电路和程序，而是取决于结构。或者说，取决于如何实现对指针板的供电。

根据所学知识，指针板的供电方式一般有以下三种：

(1)自感应发电

这种方法，就是从指针板上引出导线，接入到电机内部绕在转子上，电机旋转时该导线切割磁场产生感应电动势，经过整流后作为指针板上的电源。

这种方式的优点是：设计很巧妙，无机械磨损。更巧妙的是，由于感应出来的电动势是交流的，所以可以利用该过零信号来定位，不必另外准备定位信号了。

这种方式的缺点是：提供的电流有限，只能适合LED较少的旋转时钟，当LED 数量较多时，需要更多的电流，这种方式就不能满足了。

其次，这种方式要对电机本身进行改造，也有一定的难度。并不是所有的电机都适合这种改造。而且这种改造可能会给电机带来损害。

(2)自备电池

这种方式，就是在指针板上安装电池，由电池供电。一般是用两到三节 7 号电池。

这种方式的优点是：不用担心电压波动。也不存在机械磨损，不用担心接触不良之

类问题的困扰。

这种方式的缺点是：很费电池，三天两头换电池，既不经济也不环保，费时费力！电池很重，一般的电机带不动，必须用很大的电机。这也意味了成本的上升。

(3)机械传导供电

这种方式就是采用滑环和电刷，通过机械接触传导电流。

这种方式的优点是：能够提供比较大的工作电流。

这种方式的缺点是：有机械摩擦，会产生磨损。因此要求滑环和电刷材料要耐磨。另外，还得有足够的弹性，并且要耐锈，否则会导致接触不良。

有机械阻力，因此要求电机有比较大一点的功率。有机械噪音。

2.3.5 显示模块

LED正端接到电源，负端经过限流电阻接到单片机的IO口。之所以采用负端控制，是因为从CPU的IO口带载能力方面来看，灌电流一般都比拉电流大，采用LED负端控制能够提供更大的驱动能力。

2.4 最终方案

经过反复论证，我们最终确定了如下方案：

(1)指针板用万能电路板实现。

(2)采用ATmega16L单片机作为主控制器。

(3)用外接12V直流稳压电源。

(4)用LTH-1650型红外光电管进行定位。

(5)用LED作为显示。

(6)基板用薄模板制作。

系统的结构框图如图2-2所示：

图2-2 系统结构框图

3 系统结构

旋转LED 显示屏可以设计成多种样式,如圆柱式、圆锥式、圆盘式等，基于制作条件、造价和显示效果等多方面因素考虑，我采用了圆盘式的方案。

系统的总体结构是由以上提到的每个独立的模块组合而成的，结构设计如图3-1，成品结构如图3-2。

图3-1 结构设计图

图3-2成品的总体结构

4 硬件实现及单元电路设计

4.1 微控制器模块的设计

采用Atmel公司的ATmega16L单片机，不用烧写器而只用串口或者并口就可以往单片机中下载程序。

我们在开发过程中程序的调试和整机的测试，“ISP下载线”相当于“数据线”，“ISP 接口”相当于“U口”，“Atmega16”相当于“U盘”，因此不需要将单片机从指针板板上取下，直接在指针板上通过ISP接口在线调试。如图4-1

图4-1 指针板ISP接口

4.2 指针板电路的设计

旋转LED显示屏的指针板是以单片机为核心，围绕A VR单片机展开的一系列连接，控制外部电路的使用，指针设计是一个至关重要的试验步骤。

旋转LED显示屏指针板电路原理图如图4-2所示:

图4-2 指针板电路原理图

电路确定可以正常运行使用后,进行电路板的制作和实际焊接。

实际焊接是要注意元件的布局，小的元器件要放在插座内侧，这样既能节省空间又能保护器件不受损害。如图4-3。

图4-3 指针板结构图

4.3 基板电路的设计

基板主要负责为指针板提供电源，通过红外发光二极管向指针板位置信号。由于本系统的电机转速直接决定图形显示是否成功，所以在设计电机电源时要考虑电压是稳定性。我们生活的供电是200V，但在实际中电压是180V-250V。为了保证本系统供电正

常设计了微调稳压供电。以适应不同的供电环境。如图4-4所示。

图4-4 基板电路图

4.3.1 主要元件7805稳压块的介绍

7805为定值三端集成稳压块。正面面对7805,左边管脚是高电位输入，中间管脚为公共接地端，右边管脚为输出端。输入电压过高会发热严重甚至击穿稳压块，输入电压过低则输出电压达不到稳定的目的。

7805输出为+5V稳定电压,最高输入极限电压36，最低输入电压7V,集成稳压块的最佳工作状态是输入电压与输出电压间的压差在3~4V左右。如图4-4基板电路设计输入电压为12V，输出为5V，由于压差太大，在输入前端串联几个二极管降压，且在7805上加了自制的散热器，这样稳压块就不会很烫。

4.3.2 主要元件3296电位器的介绍

电位器是一个可调的电子元件，俗称“可调变阻器”，它在电路中的主要作用有以下几个方面：1.用作分压器2.用作变阻器3.用作电流控制器。

3296电位器是一个连续可调的电阻器，本实验用作变阻器的功能，把它接成两端器件，当调节电位器的转柄时，便可获得一个平滑连续变化的电阻值。通过调节滑动变阻器，可以改变电动机的转速，使指针板旋转平稳，用以调节屏幕上字的宽度。

图4-5 7805和3296

4.4 光电管的安装

根据设计的要求指针板旋转过程中要实时检测位置信号。根据这个信号来确定显示图案的起始点。并根据指针板所处的不同位置，点亮相应的LED，利用人眼的视觉暂留效应，形成完整的显示画面。

红外光电管采用LTH-1650型号,其优点是体积小、灵敏度高。

当发光二极管发出的光被三极管接收时，三极管导通输出低电平。此光电管电路简单，工作性能稳定。安装位置如图4-6。

图4-6 光电管位置

4.5 指针板电源的连接

如何通过12V直流电源给指针板供电，使显示屏在旋转时既不会被导线缠绕，也可以给指针板提供连续稳定的电压，经过反复思考与实验，确定用自制电刷和导电环为指针板提供电源。

具体做法是：指针板的轴心为两部分金属材料，中间做绝缘处理防止短路，外部与导电环连接，基板电路的稳定电流由外部流入，为Atmega16及发光二级管供电，同时负电由轴心内部流出，使电路形成回路。如图4-7。且为了保证电源的稳定性在指针板的电源接入端并联大电容。当电流稳定时，电容充电；当电流不稳定时，电容放电持续给指针板供电，使旋转显示屏在电流不稳定时也能形成稳定、完整、流畅的图形或文字。

图4-7 指针板的轴心

4.6 ISP下载线的制作

将代码写入AVR芯片一般使用并行烧写器和ISP下载线两种，由于ISP下载线可以在线编程，所以使用很方便，我们使用的是串口ISP下载线，如图4-8。

图4-8 ISP下载线

5软件实现

5.1显示处理

旋转LED显示屏采用扫描方式进行显示,其实现原理是通过控制不同时间段内让不同批次的LED轮流点亮而形成一个整体的图形。如图5-1。

图5-1 旋转示意图

显示图形的设计是通过将整体的图形细分之后，分析每一个位置的显示情况。将这些显示合并后就组成了一个整体的图形。

下面以“好”字为例介绍一下汉字的静态显示和动态显示。

图5-2 汉字的点阵处理

根据系统结构的要求我们采用了纵向取模的方式。由于汉字是16*16的点阵，而我

们的单片机是8位的芯片。所以我们将汉字从中间一分为二，分别对上半部和下半部进行取模。

上半部取模为：0x08,0x08,0x0F,0xF8,0x08,0x0F,0x01, 0x41,

0x41,0x41,0x4F,0x51,0x61,0x41,0x01,0x00,

下半部取模为：0x01,0xC2,0x44,0x28,0x30,0xCE,0x04,0x00,

0x02,0x01,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

在实际程序中要用到字符表通过循环函数来实现汉字的显示。

例：unsigned char a[]={0x08,0x08,0x0F,0xF8,0x08,0x0F,0x01, 0x41,

0x41,0x41,0x4F,0x51,0x61,0x41,0x01,0x00};

unsigned char b[]={0x01,0xC2,0x44,0x28,0x30,0xCE,0x04,0x00,

0x02,0x01,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,}

for(i=0;i<16;i++)

{

PORTA=a[i];

PORTB=b[i];

delay(100);

}

下面我们来设计一个汉字滚动显示的程序。显示效果如图5-3所示。汉字向左循环滚动。

图5-3 汉字移位图

程序如下：

unsigned char a[]={0x08,0x08,0x0F,0xF8,0x08,0x0F,0x01, 0x41,

0x41,0x41,0x4F,0x51,0x61,0x41,0x01,0x00};

unsigned char b[]={0x01,0xC2,0x44,0x28,0x30,0xCE,0x04,0x00,

0x02,0x01,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,}

void display()

{

unsigned int i,j;

for(j=0;j<16;j++)

{

PORTA=a[(i+j)%16];

PORTB=b[(i+j)%16];

}

i++;

}

该程序可以实现没运行一次后显示表依次左移一位。字符的取模用两种方式，通过Excel手动计算和用专业的软件实现。上面的例子就是通过计算得出的，但字符较多时最好采用软件取模。

下面我们来介绍一个软件《字符取模》。如图5-4所示。

图5-4 取模软件

旋转LED显示屏的显示内容规划如下：

电机启动后，循环显示全亮、花形1、花形2、动态文字（鞍山师范物理科学学院）、花形3、静态文字（09级毕业生作品展示！）、花形4。

旋转LED显示屏采用扫描方式进行显示,其实现原理是通过控制不同时间段内让不同批次的LED轮流点亮,根据人眼的视觉暂留特性,当扫描帧频达到24Hz以上时,人眼便感觉不到扫描过程,而是一幅稳定的图像。但是在运用相机拍照过程中，相机的灵敏度比人眼球高很多，因此拍到的不是一幅稳定的完整的图像，而是一个片段。

图5-5 显示花形1

图5-6 显示花形2

图5-7 显示文字（鞍山师范物理科学学院）

图5-8 显示花形3

图5-9 显示文字（09级毕业生作品展示）

图5-10 显示花形4

图5-11 显示全亮

单片机的设计中，程序就等于它的灵魂，如果没有程序的支撑，再好的设计结构都只是一个支架，不具有任何意义。所以我们设计的重点内容就是编写我们所需要的程序文件，需要大量的时间和精力来完成这项工作。

5.2 程序源文件

#include //加载头文件

#include

#define uint unsigned int //宏定义uint为unsigned int 类型

#define uchar unsigned char //宏定义uchar为unsigned char 类型

#pragma interrupt_handler int0_aaa:2 //外部中断int0

void delay(uint ms) //延时子函数

{ uint i,j;

for(i=0;i

{ for(j=0;j<5;j++); } }

uchar num_a[]={ //字符上半部分

0x20,0x23,0xFA,0x2F,0xFA,0x27,0x19,0x11,

0x11,0x97,0x71,0x11,0x11,0x15,0x19,0x00,

/*-- 文字: 山 --*/

0x00,0x00,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,

0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: 师 --*/

0x00,0x3F,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x40,0x47,

0x44,0x44,0x7F,0x44,0x44,0x47,0x40,0x00,

/*-- 文字: 范 --*/

0x20,0x22,0x21,0x28,0x26,0xF0,0x20,0x27,

0x24,0xF4,0x24,0x24,0x27,0x20,0x20,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: 物 --*/

0x02,0x3C,0x08,0xFF,0x08,0x08,0x04,0x08,

0xF1,0x1E,0x10,0x1F,0x10,0x1F,0x00,0x00,

/*-- 文字: 理 --*/

0x20,0x21,0x21,0x3F,0x21,0x21,0x00,0x7F,

0x49,0x49,0x7F,0x49,0x49,0x7F,0x00,0x00,

/*-- 文字: 科 --*/

0x24,0x24,0x25,0x7F,0xC5,0x44,0x00,0x44,

0x33,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: 学 --*/

0x02,0x0C,0x88,0x69,0x09,0x09,0x89,0x69,

0x09,0x09,0x19,0x28,0xC8,0x0A,0x0C,0x00,

/*-- 文字: 学 --*/

0x02,0x0C,0x88,0x69,0x09,0x09,0x89,0x69,

0x09,0x09,0x19,0x28,0xC8,0x0A,0x0C,0x00,

/*-- 文字: 院 --*/

0x00,0x7F,0x44,0x5A,0x61,0x08,0x30,0x24,

0x24,0xA4,0x64,0x24,0x24,0x28,0x30,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, }; /*字符下半部*/

uchar num_b[]={

0x10,0xD0,0x50,0xFF,0x50,0xD0,0x01,0x21,

0xD2,0x14,0x08,0x14,0xE2,0x01,0x00,0x00,

/*-- 文字: 山 --*/

0x00,0x00,0xFC,0x04,0x04,0x04,0x04,0xFC,

0x04,0x04,0x04,0x04,0xFE,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: 师 --*/

0x00,0xE1,0x02,0x0C,0xF0,0x00,0x00,0xF8,

0x00,0x00,0xFF,0x10,0x08,0xF0,0x00,0x00,

/*-- 文字: 范 --*/

0x00,0x10,0x90,0x1E,0x20,0xC0,0x00,0xFC,

0x02,0x02,0x42,0x22,0xC2,0x02,0x1E,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: 物 --*/

0x40,0x60,0x40,0xFF,0x80,0x80,0x20,0x42,

0x84,0x18,0x62,0x81,0x02,0xFC,0x00,0x00,

/*-- 文字: 理 --*/

0x04,0x06,0x04,0xF8,0x08,0x08,0x02,0x22,

0x22,0x22,0xFE,0x22,0x22,0x22,0x02,0x00,

/*-- 文字: 科 --*/

0x10,0x60,0x80,0xFF,0x00,0x80,0x20,0x20,

0x20,0x20,0x20,0xFF,0x40,0x40,0x40,0x00,

/*-- 文字: 学 --*/

0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x22,0x21,0x7E,

0x60,0xA0,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,

/*-- 文字: 学 --*/

0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x22,0x21,0x7E,

0x60,0xA0,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,

/*-- 文字: 院 --*/

0x00,0xFF,0x20,0x10,0xE0,0x01,0x82,0x8C,

0xF0,0x80,0x80,0xFC,0x82,0x82,0x8E,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

/*-- 文字: --*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, };

uchar num_a2[]={

/*-- 文字: 9 --*/ 0x00,0x07,0x08,0x10,0x10,0x08,0x07,0x00,

基于无线供电的旋转LED显示课程设计

电气工程学院基于无线供电的旋转LED显示课程设计学号：姓名：同组人：指导教师：设计时间：设计地点：

基于无线供电的旋转LED显示课程设计任务书学生姓名：指导教师：一、课程设计题目：基于无线供电的旋转LED显示二、课程设计要求 1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整； 2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真； 3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果； 4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案； 5. 撰写课程设计报告——最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。三、进度安排 1．时间安排序号内容学时安排（天） 1 方案论证和系统设计 1 2 完成电路仿真，写预习报告 1 3 电路调试 2 4 写设计总结报告与答辩 1 合计 5 设计调试地点：电气楼410 2．执行要求微机原理与接口技术课程成绩优秀的可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。

【摘要】本作品是一个由电动机带动主板旋转的LED显示屏，根据视觉暂留原理，可显示16行、列可控的字符和图案。通过逆变振荡电路和整流滤波电路以及两级线圈给主板无线供电。同时，为了使显示更加稳定，设置了电机调速装置，能随时对电机进行调速。【关键词】无线供电 LED显示电机调速

目录第一章系统方案设计 (5) 第二章仿真 (7) 第三章调试 (8) 第四章心得体会与建议 (18) 参考文献 (19) 附录1：元器件清单 (20)

十字LED旋转屏设计实验报告

实践课程设计报告 2014年10月

目录一、设计目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、总体方案 (1) 3.1电路原理图 (1) 3.4 Proteus软件仿真 (3) 五、实现过程中遇到的问题及措施 (3)

一、设计目的一列灯旋转起来感觉像稳定的字显示在空中，旋转LED旋转起来是一个圆，那么就需要有一个传感器来判断起点位置，用红外对管来的便宜些，而且实现起来也容易。这个起点检测非常重要，单片机就是根据这个起点来判断是否要开始显示数据的。如果起点检测不到单片机就不开始显示。二、设计要求十字旋转屏套件系统设计设计任务：利用所给的原件制作一个十字旋转LED显示屏，其实就是用电动机带动LED转动，用单片机控制LED点亮和熄灭来形成文字的，这些文字一看上去，就象悬浮在空中的。本次设计任务分为两部分，一位底座供电部分，二为主板旋转部分。底座为其供电，主板负责文字旋转。制作完成后，载入程序，调试并分析结果。三、总体方案 3.1电路原理图

原理：1.单片机32个IO口分别控制16个红LED和16个绿LED； 2.一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接收管每转动一圈就会导通一次，让单片机知道从哪一点开始播放字符或者图象； 3.无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理 3.2 主要元器件 3-6V供电的长轴电动机：专门定做的长轴驱动电动机一只，该电动机必须带动电路板进行圆周转动，让板上LED发光二极管做圆周运动。本电路为了降低电动机的转速，特采用二极管的压降给电动机供电。电动机转动的原则是，不要太快，刚刚好能产生稳定的字符就行了！转速慢更安全，不会碰坏器件或人体或者物体，当然，如果用户安全措施好，可以加高电压提高转速，这样显示可以做到无任何闪烁。

自制LED旋转屏

旋转LED设计与制作一、旋转LED显示原理介绍如何让一列灯旋转起来感觉像稳定的字显示在空中呢？首先我们来分析下人的眼睛，其实人的眼睛非常好骗的，只要让电机扫描的快一点就行了，实际上肉眼在24帧/秒以上就不会看到闪烁的，所以要保证电机的速度能在一秒转24圈以上，这样的话人眼就觉得旋转的字很稳定很清晰的显示在空中了。旋转LED旋转起来是一个圆，那么就需要有一个传感器来判断起点位置，有人用霍尔传感器，有人用红外对管，我觉得用红外对管来的便宜些，而且实现起来也容易。这个起点检测非常重要，单片机就是根据这个起点来判断是否要开始显示数据的。如果起点检测不到单片机就不开始显示。二、旋转LED显示原理图本电路大家看起来很熟悉，它是我们所学的STC89C52单片机的最小系统和17个贴片LED组成，硬件电路比较简单，真正的还是要写程序的。三、旋转LED硬件电路的制作为了节约成本，我还是收集元器件，用洞洞板焊接。STC89C52单片机采用双列直插的（DIP40），LED用贴片0805的红色发光二极管，限流电阻也是0805的贴片电阻。LED和限流电阻用贴片的一是提高显示汉字的分辨率而是可以使电路的体积大大的减小。其他的元器件就随便了。焊接好的效果图如下：

旋转LED,顾名思义，当然要有电机带动才能高速旋转起来，才能把动画的汉字显示出来。电机可以从其他的电器中拆个旧的，本人的制作是从一个废旧的DVD影碟机中拆来的。还有一个关键的，那就是怎么给电路板供电，本制作采用电刷供电，用了一小块覆铜板，中间划了一个圈，把铜皮分成了两部分，外圈为一个电极，内圈为一个电极，然后把从玩具车的马达中拆下两的电刷焊在旋转部分的电路板下面。还有一个红外发射二极管，它是为旋转电路上的红外接收二极管提供的，这两个二极管一定对好，否者显示结果出不来。硬件部分如下图：

旋转LED显示屏的设计与制作

旋转LED显示屏的设计与制作摘要随着社会信息技术的发展，高科技教育和创新活动越来越受到大家的关注，电子产品越来越受到大家的青睐，旋转LED显示屏这一信息技术的前沿领域也得到了飞速发展，而在旋转LED显示屏中主要应用的便是单片机。在户外广告屏上，高科技是不可缺少的，因此单片机技术的应用注定是不可或缺的，所以利用AVR单片机技术制作的旋转LED显示屏的应用价值及科研价值是很高的。我们利用AVR单片机，通过Atmega16芯片制作出的旋转LED显示屏，可以顺利完成我们所要求的显示的内容，现场演示。通过自制的ISP下载线与电脑之间的链接，将电脑中的程序文件输入到单片机中，根据我们的需要显示不同的内容。该设计主要包括：基板硬件的设计、硬件驱动的设计、显示程序的设计等。它具有设计思路简捷、程序简短、结构简单等特点。旋转LED显示屏用于教学演示，可以使学生了解动态扫描的原理，同时对相关知识的综合应用有一个清晰的认识，易于加深对相关知识的了解、掌握。能更好的应用所学到的知识，更好的把所学到的知识应用的实物中去，能引导同学们去开发想象到的东西，能是学到的理论知识更好的与实际相结合。关键字：旋转LED显示屏；Atmega16单片机 THE DESIGN AND PRODICTION OF THE ROTATING LED DISPLAY ABSTRACT With the social development of information technology, more and more high-tech education and innovation activities be given due attention, electronic products,

毕业设计---旋转LED动态显示屏的设计

毕业设计（论文）旋转LED动态显示屏的设计院（系）自动控制系专业班级自动化XXX 学生姓名 XXX 学号 090XXX 指导教师 XXXX 评阅教师___ _ 20XX 年1X月

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STC89C52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 STC89C52单片机

南京XXXXX学院专科生毕业论文英文摘要 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 STC89C52 MCU, 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; STC89C52 SC M

户外旋转LED显示屏设计的方案

社会的需求促使科技的发展，创新的技术造就不同的品牌，LED显示屏在不断创新中得到完善，户外广告的不断发展进步，LED显示屏在其的地位也越来越不可替代，最新研发出了一代户外旋转LED显示屏显示屏，这是一种通过同步控制发光二极管(户外LED显示屏)位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖，成本低廉，可视范围达360°而得到了迅速的发展，其核心技术在于精确控制户外LED显示屏位置与发光状态的同步。旋转户外LED显示屏的显示器件只有一列，并且这一列户外LED显示屏由转速恒定的户外LED显示屏带动进行旋转，同时由控制电路对户外LED显示屏的点亮状态进行同步控制，使电机每转过一定角度，这一列户外LED显示屏的显示内容就改变一次，在旋转到任何一个位置都有唯一确定的显示内容，也就是说旋转户外LED电子显示屏屏是采用逐列显示的，并且采用了机械转动来替代替代扫描显示。户外旋转LED显示屏的原理并不复杂，其硬件结构也相对简单，但是要使旋转户外LED 显示屏能够稳定的显示设定的图像或文字，需要克服三个技术门槛： 1.旋转屏控制控制电路的供电。在系统工作时，控制电路随着电机的转子转动，因此给旋转着的控制电路和户外LED 显示屏提供一个稳定的供电电源具有一定的难度。 2.旋转屏横向显示拖影问题。由于旋转屏采用了单列户外LED显示屏旋转扫描实现柱面图像显示，这使得像数点显示在横向上出现了粘滞，形成拖影现象。 3.解决显示亮度不足。由于旋转户外LED显示屏电子屏的工作原理决定了相比于普通的平面户外LED显示屏，显示每一列的时间要少许多，因此亮度也会大大减小。要使设计的户外旋转LED显示屏具有较好的显示效果，需要在设计解决好这三个问题。对于旋转户外LED显示屏的供电来说，采用固定在底座的电刷片和旋转的金属导轨或者金属轮轴接触的方式给系统供电，是比较简单而可靠的方法。本文的设计就是通过电刷提供一个恒定的12V直流电压，再由DC-DC芯片转换成2.5V、3.3V、5V等电压来维持控制系统工作。解决旋转屏的横向拖影，主要是根据旋转扫描的特点，在两列像素点之间插入一个全黑时隙，这样就可消除两列图像显示点的粘滞感。而对于解决亮度显示不足的问题，本文的设计在不继续加大户外LED显示屏灯亮度的情况下，采用的是用四列户外LED显示屏灯来轮流显示每个旋转屏上的每个象素点，这样亮度在旋转速率不变的情况下就变为原来的四倍。

旋转LED显示屏设计毕业论文

旋转LED显示屏设计毕业论文第二章旋转LED显示屏显示原理 LED显示器具有功耗低，接口控制方便等优点，而且模块的接口信号和操作指令具有广泛的兼容性，并能直接与单片机接口，可方便地实现各种不同的操作，在各类测量及控制仪表中被广泛的应用。当在LED上显示汉字时，应先取得汉字的点阵构成数据，然后将其写入显示存储器中进行显示。物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。是人眼具有的一种性质。人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像。但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1 -0.4秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。假设我们设定我们的眼睛的暂留时间是0.4秒，如果我们的16个LED旋转一周的时间快过0.4秒，那么我们看到的图像就是这一列LED在各个位置显示的图像的叠加，如图2-1，如果我们用定时器把LED旋转一周的各个位置分割出180分，让它在相应的位置显示相应的图像，那么我们就可以得到一个累加的图像效果了。图2-1图列分析

第三章旋转LED显示屏系统硬件简介 3.1系统硬件框图系统各部分和各环节之间关系的图3-1示如下：图3-1 系统硬件框图单片机 STC12C5A6 0S2 直流电机 5V 电源 12V 电源 LED显示

3.2 旋转LED显示屏主机系统 3.2.1 主机系统连接如图3-2所示图3-2主控机管脚图本次设计主机系统分为单片机、LED灯、电磁耦合供电电路，都焊接在主控板上，其次是在底座上的电动机，和电磁初级线圈。 3.2.2旋转LED显示屏主机芯片简介本次毕业设计采用的STC12C5A60S2单片机，以下是对其的介绍： STC12C5A60S2简介： STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。

旋转LED显示屏的设计与制作

旋转显示屏的设计与制作摘要随着社会信息技术的发展，高科技教育和创新活动越来越受到大家的关注，电子产品越来越受到大家的青睐，旋转显示屏这一信息技术的前沿领域也得到了飞速发展，而在旋转显示屏中主要应用的便是单片机。在户外广告屏上，高科技是不可缺少的，因此单片机技术的应用注定是不可或缺的，所以利用单片机技术制作的旋转显示屏的应用价值与科研价值是很高的。我们利用单片机，通过16芯片制作出的旋转显示屏，可以顺利完成我们所要求的显示的内容，现场演示。通过自制的下载线与电脑之间的链接，将电脑中的程序文件输入到单片机中，根据我们的需要显示不同的内容。该设计主要包括：基板硬件的设计、硬件驱动的设计、显示程序的设计等。它具有设计思路简捷、程序简短、结构简单等特点。旋转显示屏用于教学演示，可以使学生了解动态扫描的原理，同时对相关知识的综合应用有一个清晰的认识，易于加深对相关知识的了解、掌握。能更好的应用所学到的知识，更好的把所学到的知识应用的实物中去，能引导同学们去开发想象到的东西，能是学到的理论知识更好的与实际相结合。关键字：旋转显示屏；16单片机

, , , , , . , . , 16 a , , . , 's , . : a , , . a , a , . , , a , . , . ：; 16 目录 1前言 1 2系统设计构思 2 2.1设计要求 2 2.2显示屏的原理 2 2.3模块设计的方案 2 2.3.1显示屏整体设计 2 2.3.2控制器模块 2 2.3.3传感器模块 3 2.3.4电源模块 3 2.3.5显示模块 4 2.4最终方案 4 3系统机构 5 4硬件实现与单元电路设计 6 4.1微控制器模块的设计 6 4.2指针板电路的设计 6 4.3基板电路的设计7

LED旋转显示屏设计

电子设计竞赛作品题目：立体旋转LED显示屏学院：物理与电子科学学院专业：应用电子技术教育学生姓名：疯子咬手指设计时间： 2013年6月22号

LED旋转显示屏设计摘要：本设计在电机高速旋转中利用单片机控制LED的亮灭，进行“湖南科技大学”字样以及小人走路的显示，控制器采用廉价的STC89C52单片机，采用无线供电，红外操控完成显示内容的传输、字库的转换、显示等功能。显示的内容给人一种漂浮的感觉，并且是360°全方位的显示，可以用于很多的场合，比如广告牌、家庭装饰、记分牌、娱乐显示等。关键词：单片机，LED显示器，旋转显示，无线供电，红外操控一、实现功能：基本功能： 1.通过双电源模式给旋转模块以及电机模块供电，基本实现“湖南科技大学”以及小人走路，但是由于硬件不足（LED亮度不足以及旋转不够快）显示字样笔画有拖长现象，而且无法灵活进行模式转换。改进功能： 1.通过无线供电技术减轻旋转模块重量，加快旋转速度，减短点亮单个LED的延时，解决字体笔画旋转时拖长的不足。 2.利用红外发射接收模块使得旋转LED在转动时能够对其进行建议操

作实现旋转LED显示频的模式转换以及亮度调节。 3.应用PWM模块对电机进行调速。功能延伸： 1.另外扩展了一块存储器芯片29C040作为字库存储器，储存一个完整的汉字库，通过上位机可以实现电脑的串口直接与单片机的串口实现通信，这样就省去了向以往那样向单片机中烧录hex文件的烦恼，这样就可以更加随意的让显示屏显示自己想要显示的汉字，由于在使用的过程中，与电脑直接相连的单片机要想吧数据传送到旋转板子上的单片机上面，最好的使用方法就是使用无线通信将数据传送给旋转板子的单片机，所以使用无线通信来传送数据。二、方案论证与比较： 1、供电方案 1.1方案1：采用固定电池供电。即在电路板是直接附带一个蓄电池，为系统供电。这种供电方式比较简单。但是，有两个问题难以解决。首先，高亮度LED的功耗比较大，而电池的蓄电量有限，这就难以实现系统的长期运作；其二，由于电池的体积和重量比较大，若固定在板子上，电量用完后，难以替换。若不固定，在电机转动的时候可能会甩出去，引起安全隐患。同时，也增加了旋转重心的调节的难度。故不采用此方法。方案2：采用电刷供电。即在电机的转轴上，手工增加一个电刷，通过电刷为系统供电。此方法能够让系统长期供电，但是由于增加了电刷，电机的摩擦增大，势必会使系统的功耗增加。故不采用此方法。方案3：采用无线供电。无线供电要以一个较高的频率，较高的电压来驱动线圈，这样才可以产生一个比较强的磁场。我们使用比较简单的桥式振荡

LED旋转显示屏C语言程序

#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit e=P3^2; sbit k=P1^0; uint p; uchar code tab[]; void delay(uchar n); void main() { uchar a,b,s; while(1) { if(k==0) { delay(5); if(k==0) { while(!k); for(s=0;s<=192;s++) { a=tab[p]; a=_cror_(a,1); b=tab[p+1]; b=_cror_(b,1); SBUF=a; while(!TI);TI=0; SBUF=b; while(!TI);TI=0; e=0;e=1; delay(5);

} p=0; } } } } void delay(uchar n) { uchar i,j; for(i=0;i

十字旋转LED显示屏_设计报告(精)

设计报告参赛题目：十字旋转LED显示屏参赛单位：计算机系参赛队员：赵建杨国利韩伟堂十字旋转LED显示屏摘要：本系统以STC89C（LE）51单片机为控制中心，用电动机带动LED转动，用单片机控制LED点亮和熄灭来形成文字的，单片机32个IO口分别控制16个红LED和16个绿LED；一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接收管每转动一圈就会导通一次，让单片机知道从哪一点开始播放字符或者图象。同时还增加了红外线无线输电的方法，无触点，长寿命。无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理。关键字：STC89C LE 51；LED；无线传输设备，长轴电动机。

目录十字旋转LED显示屏 1 系统方案 1.1 系统整体设计方案 2 系统的硬件设计与实现 2.1系统硬件的基本组成部分 2.2主要单元电路设计 2.2.2主板旋转部分 2.2.3 I/O口说明参考文献附录：完整原理图 1 系统方案 1.1 系统整体设计方案电动机带动LED转动，用单片机控制LED点亮和熄灭来形成文字,单片机32个IO口分别控制16个红LED和16个绿LED；一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接受管每转动一圈就会导通一次，让单片机知道从哪一点开始播放字符；无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理：

2 系统的硬件设计与实现 2.1系统硬件的基本组成部分系统设计为两部分：底座供电部分和主板旋转部分。底座为其供电，主板负责文字旋。 2.2主要单元电路设计 2.2.1底座供电部分图2-1

2.2.2主板旋转部分图2-2 2.2.3 I/O口说明单片机32个IO口分别控制16个红LED和16个绿LED；一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接收管每转动一圈就会导通一次让单片机知道从哪一点开始播放字符或者图象；无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理：参考文献 [1]魏忠，蔡勇，雷红卫。嵌入式开发详解.电子工业出版社.2003. [2张靖，刘少强，检测技术与系统设计。中国电力出版社.2001.

纯手工打造LED旋转显示屏

LED旋转显示屏工作原理

一种LED立体旋转显示屏的制作方法产品说明书旋转LED显示屏制作的原理是利用机械转动动态扫描代替传统逐行扫描方式,是一种近期出现的电子产品,成本低, 商业化应用LED显示屏是一个新的发展方向，适应性广泛，实用性强。它具有耗能小、寿命长、色彩好、色彩稳定、易操作，可视范围大,等优点。LED显示屏已广泛应用于广告、车站、银行、商场等公共场所。功能介绍、特点介绍及其原理介绍如下：功能介绍： 1、可以静止显示多个英文或者汉字，可以滚动显示100个汉字（200个英文）的广告内容。 2、显示内容在一个平面以圆型悬空展示，四周围观的识字的人员都能读懂显示内容。 3、耗电量极小，3V、5V伏供电可选，用电池供电建议选用低电压芯片（转速较慢，会有轻微闪烁）。 4、适合商场柜台、店铺、地摊、夜市等广告展示用，也适合业余爱好者制作自我欣赏。 5、8级亮度可调，1800mah电池充一次电在适中亮度时，每天运行2小时，可以运行6天。特点介绍： 1、0.8mm厚超轻超小的条型电路板装上贴片发光二极管，圆角线路板，使用安全； 2、采用本店STC12系列单片机芯片，需用本店单片机开发板更改显示内容，用户必需懂单片机； 3、本店有配套的文字、图片转换成数据代码工具，源程序已经公开，本价格已经包含这些费用。 4、电路原理图广告内容滚动显示，显示亮度可调，4052可储存近100个汉字！ 5、夜晚使用时可以用低亮度，本产品不适合在白天太阳光下工作。用户自行开发改装者除外。

电路原理图：供电电压：低于3V时可以不需要散热片，3-6V时需配本站的简易散热片，高于6V时请自行安装合适的散热片，最高供电低于15V。供电电流：电源电压5V时工作电流500MA左右，电源电压上升到15伏时（请自行更换大散热片）工作电源仍然在500MA左右。（本电流通过一个取样电阻进行调整，如果用于其它无线输电场合时，可以更换本电阻来改变无线输电能力。）

完整版旋转LED显示器说明

旋转LED显示器的说明石家庄市第二外国语学校九年级9班王子璇一、功能说明：嵌在粉盒子上的东西叫做旋转LED显示器。当接通电源，它便开始自动旋转，顶面会动态显示时钟或数字时间，侧面可滚动显示汉字古诗或图案。红外遥控，可实现画面转换和调时功能。二、制作原理：物体在快速运动时，当人看到的影像消失后，人眼仍能保留其影像，约0.1s，这种现象称为视觉暂留。旋转LED就是利用这种原理，现以旋转时钟画面为例进行说明：假设12点的刻度为0°，则每个时针之间的角度为30°，于是当一整列发光二级管每旋转30°，就点亮一瞬间，以呈现出时间刻度。如果在小于0.1s 内，这列LED能转完一圈，人眼就会误认为先后产生的12个刻度是同一时间显示出来的。电机带动板子高速旋转，控制器（单片机）控制相应的LED点亮或者熄灭，并在0.1s内对LED扫描完一圈，重复执行这样的扫描，人的眼睛看上去就形成了一副完整的时钟画面。供电模块选用无线供电，因为电路板要转动动起来，采用有线供电会导致缠绕和磨损问题，所以利用电磁感应原理，电场变化可以产生磁场，磁场变化也可以产生电场用转轴外围的两个线圈感应产生电压。三、制作过程： 1.从玩具四驱车或者旧软驱中拆下得到一个直流电机，供电路板转动； 2.设计硬件电路和软件方案； 3.制作PCB电路板，特别注意：板子长度、配重（旋转平衡）、供电接口（无线供电与旋转板子的衔接）、LED间距（显示画面的质量）； 4.将设计好的电路板打印出来，再转印到覆铜板上，经过腐蚀等一系列工艺得到电路板，打孔之后焊接元件。 5.将写好的程序写进控制器芯片。 6.安装，测试。四、故障调试： 1.无线供电不能正常给单片机供电，检查电路板后，调整整流二极管，问题解决。 2.起初红外遥控接收不能工作，检查发现，红外接收二极管为光敏二极管，工作时应加反向电压。 3.板子旋转后不能带动所有LED亮灭，经过对板子反复测量调试，确定为限流电阻太小，导致功率过大，更换电阻后，可显示画面。五、结构功能： 1.单片机负责数据处理并控制LED的显示； 2.红外接收模块负责处理红外遥控器发出的调时信号和识别旋转的起始位置； 3.时钟模块和电池负责记录时间数据； 4.无线供电模块为整个板子供电； 5.LED模块用于显示；直流电机带动板子旋转

平面旋转LED点阵显示屏的设计与制作毕业设计论文

郑重申明本人呈交的毕业实习报告（设计），是在导师的指导下，独立进行实习和研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业实习报告（设计）的成果不包含他人享有著作权的内容。对本毕业实习报告（设计）所涉及的实习和研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本毕业实习报告（设计）的知识产权归属于作者与培养单位。学生签名日期2013/3/23

单片机控制的平面旋转LED点阵显示屏设计与制作摘要 LED显示屏已广泛应用于广告、车站、银行、商场等公共场所，它具有功耗小、寿命长、色彩好等优点。现在的 LED 显示屏的发光器件主要采用 LED 平板模块，这种类型的显示屏主要有两个问题有待改进：首先是整个显示屏全由LED 模块组成，器件数量多，成本高；另外，由于显示屏是一个平面，同时 LED 象素点有一定视角限制，使显示屏的可视范围被局限到正面某个范围之内，在应用中使显示屏的信息发布受到了一定的空间限制。本文给出了一种新型的基于单片机平面旋转LED显示屏，以旋转扫描方式代替逐行扫描，可视范围达到了360 度，成本大大降低，克服了LED平板显示屏的不足。本文在简要介绍旋转LED显示屏工作原理的基础上，详细说明了旋转显示屏的方案选择和系统结构设计，以及具体硬件电路和软件设计流程。在此基础上，本文还讨论了旋转LED显示屏设计中需要注意的一些关键问题，给出了相应的解决方案，并提出了一些改进和完善本系统的思路和设想。实际制作的LED旋转显示屏技术参数的测试结果，以及实际的运行效果表明，本文设计和制作的旋转显示屏符合设计要求，具有一定的创新性和实际应用价值。关键词：LED显示屏；旋转；单片机

新型旋转LED显示屏

新型旋转LED显示屏一、所遇问题 1.每一点显示时间保证每个显示点在同一位置显示20次/秒，单排:单排LED显示屏需要高速电机，这样会较大的消耗功率。多排:多排LED显示相比于单排LED可以从转速上降低，并且可以将圆周分辨率控制在允许范围内。 LED显示排数电机转速 rpm 电机转速 rps 在圆周分辨率为360点，每个点的时间间隔(ms) 备注每排功率占总功率 1 1200 20 1/(20*360)=0.13ms 1/360 2 600 10 1/(10*360)=0.26ms 1/180 4 300 5 1/(5*360)=0.52ms 1/90 8 200 3.3 1/(2.5*2160)=1.04ms 1/45 人眼最小视觉暂留为0.02s=20ms，这样我们选取多排LED可以完全降低我们需求的电机转速针对LED亮度的问题：由于是旋转扫描，在每一列上所持续的时间是有限的，设半径为Ｒ，在显示每一列时由每列持续时间得到的几何尺寸是ｄ，单显示列的情况下，每一列的点亮时间ｔ为t=(d/2?R)。若采用为（D5mm发光管，d=5mm，当R=300mm时，t=(5/2?0 30)=1/377。可见每列点亮时间只有377分之一，这使得单点亮度比其１６循环的十六分之一来只有传统显示屏的23分之一。为了解决亮度偏低的问题，可采用两个办法一个是增加显示器件LED的亮度，选用超高亮度LED，另一个是增加显示阵列，如双阵列，四阵列，这些方法虽然可以大大提高亮度，但由于LED亮度和显示列数不可能做的很大，所以旋转柱式显示屏目前仍然只能作为室内或室外夜间使用。关于LED抖动和失真的问题：用单片机控制LED的点亮状态的精度是很高的，但是普通电机的转动角速度不会绝对保持恒定状态，不能保证LED在经过某一位置时其点亮情况完全相同，即使是电机的微小波动也会造成图像的失真和抖动现象。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。显示屏转过的角度始终为步距角，而与ω无关，因此，图像就不会再因旋转角速度的变化而产生失真，并且步进电机不会产生积累误差。关于显示屏是否达到准确位置的校准问题：在显示屏高速旋转时，显示内容的稳定与否取决于转动的相位LED发光时间的配合精度，针对此问题，我们选用霍尔元件进行相位检查并完成校正功能。霍尔传感器处于工作状态时，输出总是处于高电平状态，当磁钢N 极接近传感器正面的有效距离，输出端变为低电平。当磁钢撤离传感器有效距离，输出端又显示低电平，从而产生下降边沿，使单片机中断口接收到下降沿，从而发出中断，使得电路能够同步。当霍尔传感器感应到N极时会回到原始状态，达到复位的功能。其中Brp为工作点

纯手工打造LED旋转显示屏

纯手工打造L E D旋转显示屏 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

纯手工打造LED旋转显示屏金杰郑州市电子信息工程学校450007 图1所示为LED旋转显示屏的显示效果。所谓LED旋转显示屏，是指在电路中只有一列发光二极管，通过电动机带动发光二极管转动，当这列发光二极管转到不同位置，用单片机控制相应的发光二极管点亮和熄灭，由于人眼的视觉暂留现象，形成图形或文字，达到漂浮在空中似的神奇梦幻般效果。图1LED旋转显示屏下面本文就带您一起DIY一个属于自己的LED旋转显示屏。由于显示屏是靠转动的发光二极管的残留影像显示信息的，整个电路所需的发光二极管的数量很少（本电路共使用16只发光二极管），所以电路原理图非常简单，几乎和流水灯电路无异，很适合手工制作。但由于整个电路板处于高速旋转状态，所以我们首先要解决两问题：一是如何给运动的系统供电；二是如何保证显示信息稳定显示。给运动的系统供电，常用的供电方式有三种：（1）电池供电；（2）电刷供电；（3）无线感应供电。电池供电方式简单方便，易于携带，但使系统重量增加，影响转速，尤其是成本高，寿命短，只适用于摇摇棒等短时间使用的装置，长时间运行的装置就不适合，比如能显示时间的LED旋转显示屏，每次电池用完，重换电池就够烦心了，换了电池还得重新调整日期、时间，那简直可以用“痛苦”二字来形容。第二种方式——电刷供电，这种供电方式简单有效，能传送较大电流强度的电能，但在业余制作时，很难找到合适的高质量的电刷，高速旋转时会产生较大的噪声。第三种方式——无线感应供电，这种方式为无接触方式供电，寿命长，无新增噪声，虽然传送电流强度有限，效率稍低，但完全可以满足单片机系统的需要，其原理与变压器的原理相同，就是在相距很近的两个线圈中，一个线圈作为电能的发送端，另一个线圈作为电能的接收端，通过振荡电路给发送端线圈提供交变电流，在相距很近的接收端线圈中就可以感应出交变电流。所以考虑再三，决定用无线供电方式，无线供电方式技术要求稍高一些，但能增加制作的挑战性和趣味性。图2所示为通过无线感应供电方式驱动发光二极管发光的演示。图2通过无线感应供电方式驱动发光二极管发光要保证LED旋转显示屏显示正常和稳定，就要求单片机控制显示屏总是从电路板转到某一位置时开始播放所要显示的内容。通常的做法就是通过传感器来检测电路板的位置，并通过中断的方式通知单片机进行显示。传感器可以使用霍尔元件或者光电传感器，其中光电传感器要求工艺简单，安装方便。综上所述，LED旋转显示屏的电路原理图如图3所示。图3LED旋转显示屏电路原理图一、电路说明本电路采用无线感应供电方式给旋转部分供电，所以电路包括无线供电部分电路和旋转部分电路两部分。其中无线供电电路使用74HC4060产生多谐振荡波，再由大功率场效应管IRF530给发送端线圈L1提供交变电流。74HC4060构成的振荡电路不但频率稳定，而且有10种输出频率可供选择，当选用11.0592MHz的晶振时，QD端输出为经过16分频的频率691.2KHz。经实验证明，工作频率在500KHz和1MHz的范围内时，可以获得较高的转换效率和较大的输出功率。本无线供电电路的功率管在不加装任何散热片时长时间工作不会有丝毫发热，使用效果非常好。当然读者也可以采用三极管振荡电路或者门电路构成的振荡电路，但要注意振荡频率的选择，力争使输出功率和转换效率有好的表现。旋转部分是由电动机带动作高速旋转，其电路非常简单，首先由接收端线圈产生感应电动势，经二极管D19整流、电容C4滤波、稳压二极管D20稳压后得到5V电源给整个电路供电，单