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      一種新的LED旋轉(zhuǎn)顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

      2019-12-02 02:34:16馮洋
      科技視界 2019年31期
      關(guān)鍵詞:顯示屏單片機(jī)

      馮洋

      【摘 要】設(shè)計(jì)了一個基于單片機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏。顯示屏在直流電機(jī)的帶動下利用視覺殘留原理顯示內(nèi)容,并采用無線供電的方式,利用電磁感應(yīng)原理給控制主板供電,并在系統(tǒng)裝有時鐘芯片,通過紅外遙控控制文字、時間及日期的顯示,實(shí)現(xiàn)了顯示屏以多樣化的方式顯示各種信息的功能。經(jīng)測試,該顯示屏具有運(yùn)行可靠、節(jié)能、成本低、使用方便的特點(diǎn)。

      【關(guān)鍵詞】單片機(jī);顯示屏;紅外遙控;紅外對管

      中圖分類號: TP368.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 2095-2457(2019)31-0009-002

      DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.004

      The Design and Realization of A New Control System of Rotating LED Display

      FENG Yang

      (School of Physics and Electronic Engineering,Weinan Normal University,Weinan Shaanxi 714000,China)

      【Abstract】A rotary LED display based on single-chip control was designed.The display screen uses the principle of visual residue display driven by a DC motor,and using wireless power,using the principle of electromagnetic induction to supply power to the control board,and in the system is equipped with a clock chip,infrared remote control of text, time and date display,enables the display to display various information in a variety of ways.After testing,the display has the characteristics of reliable operation, energy saving,low cost and convenient use.

      【Key words】Single chip microcomputer;Display screen;Infrared remote control;Infrared tube

      隨著電子信息行業(yè)的迅速發(fā)展,LED顯示屏被廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域作為顯示終端。正是由于LED燈具有輕巧、亮度高、低熱量、環(huán)保、壽命長、堅(jiān)固耐用等特點(diǎn)使得LED顯示屏在當(dāng)下收到市場的青睞[1-2]。對比傳統(tǒng)的LED顯示屏顯示視角極小,體積較大且搬運(yùn)不便,而且價格昂貴,使得LED顯示屏的廣泛推廣受到了很大的限制。而新型的立體柱式旋轉(zhuǎn)LED顯示屏,它應(yīng)用人體“視覺暫留”的原理,可360度全方位觀看,不僅擴(kuò)大了視覺范圍,而且其結(jié)構(gòu)更加簡單,體積較小便于運(yùn)輸,價格低廉,使用方便,適合各種空間的應(yīng)用。本文利用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了一個旋轉(zhuǎn)LED顯示屏設(shè)計(jì),可以通過紅外遙控控制文字、時間及日期的顯示等,實(shí)現(xiàn)了顯示屏以多樣化的方式顯示各種信息的功能。

      1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

      本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)的立體柱式旋轉(zhuǎn)LED顯示屏主要由電源模塊、單片機(jī)模塊、紅外控制模塊、定位模塊、時鐘模塊、顯示模塊構(gòu)成。整個運(yùn)行系統(tǒng)以單片機(jī)為核心,電源保持電機(jī)的正常轉(zhuǎn)動以帶動顯示屏的運(yùn)轉(zhuǎn),并采用無線發(fā)電的方式為顯示主板提供穩(wěn)定的電源;紅外控制模塊通過向紅外接收頭發(fā)送信號,由紅外接收頭接收信號,將信號發(fā)送給單片機(jī),由單片機(jī)完成最終控制;定位模塊控制顯示屏顯示信息的起始;時鐘模塊控制顯示屏?xí)r間日期的顯示;顯示模塊由單片機(jī)控制顯示各項(xiàng)內(nèi)容。此系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示,采用STC12C5A32S2作為本設(shè)計(jì)的主控芯片。

      圖1 總體設(shè)計(jì)框圖

      2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      2.1 電源模塊設(shè)計(jì)

      本設(shè)計(jì)中的電源模塊主要給單片機(jī)及顯示板供電??紤]系統(tǒng)實(shí)用性,電源模塊的設(shè)計(jì)采用無線供電方式。整個電源模塊由直流電源、直流轉(zhuǎn)交流電路、初級感應(yīng)線圈、次級感應(yīng)線圈以及電機(jī)構(gòu)成。首先電機(jī)接直流電后高速轉(zhuǎn)動帶動顯示主板旋轉(zhuǎn)。接著電流經(jīng)過自激振蕩電路將直流電轉(zhuǎn)變成交流電,電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時利用電磁感應(yīng)原理經(jīng)過初、次級感應(yīng)線圈后,通過整流濾波形成穩(wěn)定的直流電給單片機(jī)及顯示主板供電,保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3-5]。

      其自激振蕩電路圖如圖2所示。

      圖2 自激振蕩電路圖

      次級線圈在電機(jī)的帶動下高速旋轉(zhuǎn),切割磁感線,利用電磁感應(yīng)的原理得到交流電。交流電經(jīng)過整流電路將交流變成單向脈沖直流電,在經(jīng)過電容濾波,濾波后的電流經(jīng)過穩(wěn)壓二極管,便得到了穩(wěn)定的直流電。圖中VCC連接至單片機(jī),為單片機(jī)及顯示屏提供穩(wěn)定的電源。整流濾波電路圖如圖3所示。

      圖3 整流濾波電路圖

      2.2 紅外控制模塊設(shè)計(jì)

      本設(shè)計(jì)采用紅外遙控的方法控制顯示屏旋轉(zhuǎn)時各項(xiàng)功能的運(yùn)行,主要由遙控器和紅外一體接收管組成??刂茣r遙控器發(fā)送紅外信號,一體化接收管接收到信號后,將信號發(fā)送給單片機(jī),單片機(jī)收到信號就激發(fā)外部中斷,由外部中斷控制完成各種功能[6],具體電路略。

      2.3 顯示模塊設(shè)計(jì)

      LED顯示屏作為本設(shè)計(jì)的顯示終端,是非常重要的部分。它是由35顆LED燈和限流電阻焊接而成的T字形立體顯示主板。將顯示主板接入主控單片機(jī),電路中的每個LED燈都是由單片機(jī)獨(dú)立控制顯示的,D0是電源指示燈(不可控)。通過單片機(jī)控制顯示屏何時點(diǎn)亮或熄滅,這樣在電機(jī)保持穩(wěn)定的速度轉(zhuǎn)動時,帶動顯示主板旋轉(zhuǎn),形成連貫的圖像[7]。具體電路如圖4所示。

      圖4 立體單排LED顯示屏電路圖

      2.4 定位模塊和時鐘模塊設(shè)計(jì)

      本設(shè)計(jì)采用紅外對管控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)動位置的定位,由紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管組成定位模塊,紅外發(fā)射管通過測定電機(jī)的轉(zhuǎn)速向紅外接收管發(fā)送信號,單片機(jī)接收到紅外接收管的信號開始逐列掃描,電路簡單實(shí)用。時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片來實(shí)現(xiàn)時鐘功能,它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時時鐘電路。采用主電源/后備電源雙電源引腳,因此在整個系統(tǒng)停止運(yùn)行的狀態(tài)下后備電源也能時時鐘保持連續(xù)運(yùn)行,當(dāng)再次重啟系統(tǒng)時不必在進(jìn)行校時操作。定位模塊和時鐘模塊具體電路略。

      3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

      基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心的運(yùn)行系統(tǒng),系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。程序開始運(yùn)行時,首先對系統(tǒng)的各個模塊進(jìn)行初始化操作。初始化完成后,通過向上位機(jī)發(fā)送顯示信息,單片機(jī)接收上位機(jī)處理生成的顯示數(shù)據(jù)。單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)送入存儲區(qū),由單片機(jī)接收紅外信號并進(jìn)行解碼,解碼完成后控制顯示屏更新相關(guān)內(nèi)容,如果未接收到紅外信號,則繼續(xù)顯示上次顯示的內(nèi)容。軟件總體設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示。

      圖5 軟件總體流程圖

      4 結(jié)論

      本設(shè)計(jì)通過以單片機(jī)為核心,結(jié)合時鐘、定位、顯示、紅外遙控及供電模塊共同構(gòu)成旋轉(zhuǎn)LED顯示屏控制系統(tǒng)。采用無線供電的方式為系統(tǒng)供電,各個模塊協(xié)調(diào)進(jìn)行促進(jìn)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。該設(shè)計(jì)在運(yùn)行時,能夠控制顯示數(shù)字、文字及動態(tài)時鐘,同時無線供電大大減少了對顯示主板的損耗,延長使用年限。從整體上看,該旋轉(zhuǎn)LED顯示屏制作簡單且成本較低,性能穩(wěn)定,環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),能耗低,具有較大的市場價值。

      【參考文獻(xiàn)】

      [1]關(guān)積珍,陸家和.我國LED顯示屏技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展及展望[J].現(xiàn)代顯示,2000(18):5-9.

      [2]關(guān)積珍.LED顯示屏發(fā)展?fàn)顩r及趨勢[J].世界產(chǎn)品與技術(shù),2000(2):21-22.

      [3]張鑫,郭洪巖.基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏設(shè)計(jì)[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2014(6):24-26.

      [4]鄧亞峰.無線供電技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2013.179.

      [5]侯清江.無線供電技術(shù)方案及應(yīng)用[J].光盤技術(shù),2009(2),2-4.

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      [7]李金榮.基于51單片機(jī)點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].黑龍江:佳木斯大學(xué),2012.6-7.

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