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1、 编号 毕业设计说明书题 目： 旋转LED显示屏 院 （系）： 电子工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 学生姓名： 许钊华 学 号： 0400840224 指导教师： 胡鸿志 职 称： 讲 师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2008年 6 月 6日桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸摘 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
2、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柱式旋转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
3、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；重心调节；nRF401AbstractLED display has been used widely in advertising, stations, banks, shopping malls and other public locations. It has a lot of advantages, such as low power, long life and nice multicolor. LED flat-panel module is used mainly i
4、n the LED display devices, which has some issues to be improved. First, the entire LED display area makes up of a number of LED modules, which results in high cost; Secondly, the LED display is flat, and then the information promulgated on the LED display is restricted by the visual angle of display
5、 self.A novel column revolving LED display is introduced in this article, which using revolving scan mode replacing progressive scan, then advances the visual angle to 360 degrees, and reduce the cost greatly. On the base of introducing the working principle briefly, the project choice and system co
6、nfiguration of the revolving LED display are shown in this paper, and the hardware and software of the system are introduced in detail. Otherwise, some of the design keys of the novel LED display are discussed, and some improved steps are given in the paper.The performance and the technical paramete
7、rs measured by metrical instrument show that the system meets the design requirements. Therefore, the novel LED display has some creative design and applied value by all means.Key words：LED Display, Revolving, Focus adjusting, nRF401目 录引言11 系统设计21.1系统的设计目标21.2 总体设计22 方案论证22.1系统供电方案22.2 LED驱动芯片选择32.2
8、.1 LED驱动芯片选取原则32.2.2 LED驱动芯片接口电路设计32.3单片机其他外围电路32.3.1通讯模块选择32.3.2电机选择33 LED显示技术及系统中的主要芯片43.1 LED以及旋转LED显示屏简介43.1.1 LED 应用简介43.1.2旋转LED显示屏简介53.2 MAXIM6969 LED驱动芯片63.3 AT89S52、nrf401无线收发芯片简介83.3.1 AT89S52芯片介绍83.3.2 nRF401无线收发芯片84 系统硬件设计94.1 各功能实现原理94.1.1系统供电94.1.2重心调节94.2 具体硬件电路实现104.2.1电源设计104.2.2 LE
9、D旋转同步设计105 系统软件设计115.1 系统编程语言和编程工具125.2 软件总体设计135.3 系统各模块程序的设计135.3.1主控机程序模块135.3.2从机程序模块146 系统调试156.1元件的焊接和整板测试156.2系统硬件调试166.3软件测试166.4系统联调177 结论18谢辞19参考文献20附录21 桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 第 28 页 共28页引言由于物理学的重大突破，电子技术在20世纪取得了惊人的进步。特别是近40年来，电子技术的发展突飞猛进，无论是工业、农业，还是国防领域都随之发生了重大变革，也为技术创新打下了坚实的理论基础。我们则应当具备开发
10、和创新的能力，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显示屏是一种新颖的显示屏，总的来看，成本低是一大优点，另外 360 度的可视角度使之非常适合于像大厅和候车室之类的场合。如果能较好的解决显示亮度问题，可应用于室外，尤其是一些广告塔、楼顶等场合，是LED显示屏的一个新品种、发展的新方向。此类显示屏如果更进一步，解决视频数据的传输，则可以做出旋转柱式视频显示屏，视频显示的控制电路较为成熟，显示器件只需换为 RGB 阵列即可，这样应用范围可大大增加。本文所设计的旋转LED显示屏以AT89
11、S52单片机为核心，最大限度的利用单片机的资源，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。本文分为六章，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；第2章对系统设计方案作了较详细的论证和介绍。第3章对LED旋转显示及系统设计中使用的主要芯片作了简单介绍。其主要是对MAX公司LED驱动芯片MAX6969作了一下介绍。第4章详细介绍了系统的硬件设计。本章对电路的设计原理、芯片的选择和各功能的实现作了详细的介绍。第5章详细介绍了系统的软件设计方案及系统的开发平台。第6章讲解系统的调试过程和实现的主要功能。对系统软、硬件调试和调试中遇到的问
12、题作了说明，并对各功能进行了测试和分析。1 系统设计1.1系统的设计目标本设计要求进行旋转LED显示屏的研究和设计。系统以MCS-51系列单片机作为核心控制器件，通过控制电机保持一定的速度稳定旋转，带动单排LED旋转，形成扫描显示屏；单片机根据LED旋转的速度，控制LED发光或熄灭，在视觉上形成平面图形点阵的显示效果。1.2总体设计旋转LED显示屏的系统总框图，如图1.1所示。系统由6个部分组成：系统供电模块、数据处理与控制单元、显示单元、通讯单元和键盘输入单元。其中，LED显示由单片机和MA6969大电流LED控制器共同控制，键盘则用来实现人机交互的功能，系统供电是通过从电机中心引出，然后通
13、过整流滤波，给系统供电。用户可以通过按键输入命令到主单片机，并将命令通过串口无线传输到从单片机，再由从单片机对命令进行译码由MA6969大电流LED控制器控制LED的循环显示。系统中，主单片机负责人机界面的交互，从单片机负责对主机命令的翻译，利于系统的改进和更新。LED驱动模块MAX6969微控制器AT89S52键盘输入微控制器AT89S52LED阵列nRF401无线收发器nRF401无线收发器图1.1 系统总框图2 方案论证2.1 系统供电方案方案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，
14、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：从电机转子中引出电源线，为系统供电。此方法直接在电机的转子中引出电源线，通过整流滤波后，可以作为系统供电，同时也可以作为系统控制时序的中断源。此方法容易实现，并且一举两得，因此选用。2.2 LED驱动芯片选择2.2.1 LED驱动芯
