基于MSP430G2553的LED旋轉(zhuǎn)屏設(shè)計(jì)

梁鑫詵　呂晟葳　張倩

摘要：本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)利用人眼的視覺(jué)暫留特點(diǎn)，以無(wú)線(xiàn)供電形式，用MSP430G2553單片機(jī)作為核心芯片，控制24燈LED按一定的時(shí)間間隔，變化方式，進(jìn)行圖案，文字的變換，對(duì)信息進(jìn)行輸出。

關(guān)鍵詞：MSP430；LED旋轉(zhuǎn)屏；視覺(jué)暫留；無(wú)線(xiàn)供電

二、硬件部分

（一）無(wú)線(xiàn)供電模塊

原理是將直流電壓經(jīng)過(guò)由B772芯片組成的自激振蕩電路轉(zhuǎn)變成交流電壓，然后經(jīng)過(guò)初級(jí)線(xiàn)圈，初級(jí)線(xiàn)圈與次級(jí)線(xiàn)圈耦合，交流電壓再經(jīng)過(guò)單項(xiàng)橋式電路整流、濾波、穩(wěn)壓之后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷骸?/p>

（二）紅外模塊

由于LED旋轉(zhuǎn)屏是在高速移動(dòng)的，所以不能接線(xiàn)更改顯示內(nèi)容，只能采用遙控。本次設(shè)計(jì)采用的紅外遙控器為日本NEC公司的uPD6121G型號(hào)，接收端是紅外一體化接收頭1838，用來(lái)捕捉空間的紅外信號(hào)，占用P1.0管腳電平檢測(cè)進(jìn)行紅外解碼。

按下按鍵時(shí)，由1838接受后會(huì)產(chǎn)生一系列脈沖波形，經(jīng)過(guò)引導(dǎo)碼后，依次發(fā)出系統(tǒng)碼1（地址碼），系統(tǒng)碼2（地址反碼），數(shù)據(jù)碼，數(shù)據(jù)反碼。其中取用脈寬調(diào)制串行碼，以脈寬0.565ms、間隔0.56ms、周期1.125ms的組合形式表示二進(jìn)制數(shù)的“0”；脈寬0.565ms、間隔1.685ms、周期2.25ms的組合形式表示二進(jìn)制數(shù)的“1”，用MSP430G2553的TIMERA0.1的捕獲功能，進(jìn)行二進(jìn)制“0”，“1”的采集和判斷，按給定的編碼順序進(jìn)行識(shí)別，接收，并與遙控器手冊(cè)中給出的按鍵編碼進(jìn)行比較，即可判定是哪個(gè)按鍵按下，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)操作。

（三）起點(diǎn)檢測(cè)模塊

旋轉(zhuǎn)LED旋轉(zhuǎn)起來(lái)是一個(gè)圓，那么就需要一個(gè)傳感器來(lái)判斷起點(diǎn)的位置。本模塊起點(diǎn)檢測(cè)選擇紅外對(duì)管的形式。這個(gè)起點(diǎn)檢測(cè)很重要，單片機(jī)就是在紅外對(duì)管對(duì)接時(shí)才作為起點(diǎn)開(kāi)始顯示的。同時(shí)，也根據(jù)起點(diǎn)，確定旋轉(zhuǎn)一周的列數(shù)，進(jìn)行LED高低電平數(shù)據(jù)的寫(xiě)入。

（四）配重調(diào)節(jié)

在旋轉(zhuǎn)屏LED相反一側(cè)加銅柱，以保持兩端配重大致相等，減少抖動(dòng)，以及抖動(dòng)造成的檢測(cè)誤差及機(jī)械噪音。

（五）時(shí)鐘芯片模塊

采用DS1302芯片，實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算2100年之前的秒、分、時(shí)、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。自帶紐扣電池供電，保證旋轉(zhuǎn)屏斷電時(shí)，時(shí)間不丟失。

三、軟件部分及原理說(shuō)明

應(yīng)用人眼的視覺(jué)暫留特點(diǎn)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)后，通過(guò)給燈發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，能產(chǎn)生不同圖案。

如圖中的“32”字，將“32”字轉(zhuǎn)換成分辨率為24*24的點(diǎn)陣，其中橙色區(qū)域表示二極管滅。由數(shù)字量1表示；綠色區(qū)域表示二極管亮，由數(shù)字量0表示。MSP430G2553通過(guò)鎖存器，控制24個(gè)LED燈，經(jīng)檢測(cè)，150us為L(zhǎng)ED燈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)圖中點(diǎn)寬度的時(shí)間，即按150us間隔，用MSP430往24個(gè)LED燈發(fā)數(shù)據(jù)：0xff（高8位），0xff（中8位），0xff（低8位），（第一列），0xff，0xff，0xfc（第二列）……0xff，0xff，0xff（第十二列）即可在旋轉(zhuǎn)屏上顯示出24*24的“32”字。

按此原理，以MSP430為控制芯片，按一定時(shí)間間隔，發(fā)送從字模軟件中取出的不同字模的數(shù)據(jù)，即可在旋轉(zhuǎn)屏旋轉(zhuǎn)起來(lái)后顯示出相應(yīng)的文字效果。而若想讓一組文字不斷地移動(dòng)，需要添加一個(gè)計(jì)數(shù)變量，旋轉(zhuǎn)LED每旋轉(zhuǎn)一周，這個(gè)計(jì)數(shù)變量就加一，起始列便會(huì)指向上一周起始列的下一列，這樣不斷刷新，感覺(jué)文字就在不斷移動(dòng)了。配合上紅外模塊，可以進(jìn)行圖案（文字）的切換以及旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不同組合的視覺(jué)效果。實(shí)物效果圖如下所示。