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1、洛阳理工学院毕业设计（论文） 基于51单片机的旋转LED点阵显示屏设计与实现摘 要本设计是一个旋转式LED显示屏，它利用了视觉暂留原理，以51单片机为核心控制器件。LED模块安装在稳定旋转地载体上，静止时，各列发光二极管等间距排列。当显示模块随着旋转体速度的加快并最终稳定下来后，在程序精确的控制下，由于视觉暂留效应，人眼就能够看到显现出预设的文字，字符等。红外收发二极管的作用是，当接收二极管随旋转显示屏转到发射二极管，两者对接时完成信号收发，引起单片机外部中断，单片机控制程序初始化。因装在电机上的控制电路始终在高速旋转，所以不方便使用电刷供电方法来给控制系统和显示模块供电。这里采用通过高频线圈
2、耦合（等同于变压器初次线圈耦合）供电。次级线圈耦合得到的是交流电，还需通过整流二极管整流成直流电，供旋转模块使用。关键词：视觉暂留，直流电机，无线耦合输电，红外触发 THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF ROTATION LED DOT MATRIX DISPLAY SCREEN BASED ON 51 MCUABSTRACTThe design is a rotating LED screen based on the C51 MCU controlling and the visual persistence principle. Installing 16 L
3、ED (light-emitting device) on a rotating steadily device, each row of light-emitting devices spacing are lined up, along with the rotation speed and finally stabilized in the control of the microcontroller program, accurate, continuous rotation shows the text, characters , etc ,which is designed in
4、advance.The function of a infrared diode is that when the receiving diode with the display screen rotating to the emitting diode, the process of signals receiving and transmitting is completed. There will be a interrupt leading to SCM controllable display program being restored to its original state
5、. Though the main controlling circuit on the motor is rotating at a high speed, its not convenient with the brush contact to supply power to control system and display module. It can be done by high-frequency coil coupling (just like the transformer primary coil coupling) to supply power. Though the
6、 current got by secondary coupling coil is alternating current, it need to be rectifier to be DC by a rectifier diode, used by rotary module.KEY WORDS: persistence of vision, DC motor, wireless transmission, infrared trigger7毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所
7、知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名
8、： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保
9、存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目录前言1第1章 方案论证与选择31.1系统总方案31.1.1 主控制部分31.1.2 通信模块31.1.3 LED显示屏方案41.2系统硬件方案61.3系统软件方案61.3.1 单片机编程语言71.3.2 系统软件编译器选择7第2章 硬件系统设计92.1 硬件整体设计概述及功能分析92.2 控制单元设计102.2.1 C51芯片的选择102.2.2 STC89C51RC简介112.2.3 控制系统设计142.3 模块供电设计方案152.3.1 高频振荡电路152.3.2 稳压整流电路162.
10、3.3 驱动电路172.4 通信系统硬件设计17第3章 系统软件实现193.1 系统程序方案193.1.1 程序整体规划193.1.2 定时中断控制流程203.1.3 显示子程序介绍213.2 开发编译环境Keil Vision4 介绍213.3 字符代码生成器213.4 Proteus仿真233.4.1 软件介绍233.4.2 电路仿真243.4.3 借助仿真初步完善软件程序25第4章 电路焊接及调试264.1 焊接264.2 调试264.2.1 加电初步检测264.2.2 载入程序验证274.3 程序完善284.3.1 显示多样化284.3.2 程序编写设计284.4 硬件优化284.4.
11、1 转速改善284.4.2 线圈耦合294.4.3 次级线圈电压电流29结论30谢 辞31参考文献32附录33外文资料翻译42前言该设计课题使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED显示屏这个行业能有较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。在本文所设计的旋转LED显示屏以STC89C51单片机为核心，最大限度的利用单片机的资源，实现显示功能。利用视觉暂留效应，设计一种旋转式LED显示屏在稳定旋转的载体上安装多个发光二极管。静止时，各个发光二极管等间距排布。当红外二极管收发器旋转到相对应位置，接收二极管电平变化，初始
12、化显示。通过低压直流电来驱动电机，使加载在直流电机上的设计电路达到匀速稳定旋转的效果，通过C语言程序在高速旋转中控制单片机相应引脚电平高低，来实现发光二极管在旋转中显示文字字符的效果。其目前社会生活中应用领域主要在证券交易、银行等金融营业点信息显示，工业、道路交通安全信息显示和导引标志、舞台场景灯光的营造，机场航班、港口、车站旅客引动态信息显示、体育赛事场馆信息显示、指挥调度中心信息显示，餐饮业、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示、广告媒体宣传产品、大型户外LED屏展览、租赁、集会等各种场合。而现如今， LED产业从全球分工来看，中国台湾已成为全球LED重要的生产基地，而美国、日本、欧
13、盟在LED上游外延片、芯片生产上仍拥有巨大的技术优势，。全球已形成了以日、美、德为龙头产业，中国台湾、韩国紧跟其后，中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的态势。目前中国国内庞大的需求应用给LED下游厂商创造了巨大的发展机会，这为我国LED产业的发展提供了良好的机遇1。未来LED产业会向着标准化、规范化，产品结构多样化的方向发展2。所以，通过该课题设计，学习和熟悉51单片机的的软硬件开发工具的使用方法和实际问题的解决能力，激发创新意识，活跃思维能力，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。其中所需要学习和研究的主要内容如下：(1)以单片机为控制核心的控制应用，以及外围软硬件扩展兼容要求；(
14、2)红外收发器模块的触发工作原理；(3)无线供电模块原理，旋转模块的控制；(4)人眼视觉停留的参数；(5)各模块电路功能结果的仿真；本文分为四章，详细说明了LED旋转屏的原理、设计方法、以及设计流程。第1章主要介绍系统总体设计方案及可行性论证。第2章对系统硬件设计方案作了论证，介绍了对主控芯片和各块电路基本设计思路。第3章详细介绍了系统的开发平台，系统要实现的主要功能，软件仿真程序设计及结果。第4章对硬件焊接检查，程序下载实物演示，硬件和软件程序调试中遇到的问题作了说明，并对各功能进行了测试和分析。 第1章 方案论证与选择1.1系统总方案由于旋转LED显示屏高速旋转，所以对硬件的质量要求非常的
15、高。为方便检修和维护，在硬件电路设计时通常采用模块化的设计方法。硬件的设计这里采用模块化设计，要同时兼满足模块本身功能和系统兼容。如图1-1所示，根据设计要求的功能特点确定系统总体要由通信系统，控制部分，显示部分三部分组成。单片机通过通信模块下载得到的控制指令和显示内容代码，执行显示指令并将显示代码处理后控制显示部分的显示内容和显示方式3。控制部分通信部分显示部分图1-1 系统硬件组成框图1.1.1 主控制部分控制部分是整个系统的核心部分，其功能为发送数据和控制指令处理后控制显示部分显示内容。这里用的电子设计方法是采用单片机。单片机总体概括性的说是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型计
