肖雪:基于avr16单片机的十字LED旋转显示设计 |
| 2012-10-31 12:37 作者：肖 雪 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
|
|
【硅谷网10月31日讯】据《硅谷》杂志2012年第16期刊文称，本系统利用avr16单片机为主控芯片，利用电机高速旋转进行扫描，从而由人视觉暂留效应达到显示效果。本系统包括电源供电模块、电机、主控板模块和显示模块四大组成部分。主控板模块与显示模块跟随电机高速旋转，并由电机进行供电。
1方案与论证
1.1控制芯片选择
为最大减小影响电机的转速与稳定，应减少控制板面积及其重量，因此本显示系统采用选择带有内部晶振的8位avr16单片机作为主控芯片。
1.2主控板供电方案选择
方案一：通过电感，利用电生磁，磁生电原理，用无线输电的方法，无触点，寿命长。
方案二：用电动机电刷的方法，简单有效，但该方案会造成线路板铜皮磨损，缩短使用寿命。
方案三：直接用电池给主板供电，电池装在主板上随主板转动，成本高，寿命短，影响转速。
方案四：方案二的改进，将直流电机进行改进，直接通过电动机内部电刷进行供电。将电机内部转子三段引出三根线，跟随转子引出。与电机同寿命，并且引出为三相交流电，其中一相作为显示定位同步信号。
对比分析上述四种方案，本设计采用方案四，供电与定位信号，可以一举双得，十分方便。
2扫描时序分析
人眼视觉暂留，只有每秒扫描25帧以上，人眼才能感到不闪烁而稳定舒服。因此电机转速必须选择在每秒25转以上，周期为0.04s/转。显示4个16*16汉字，因此共扫描64列，每列扫描延迟为0.04/64为625us。这是最基本要求，avr16采用内部晶振有1MHZ、2MHZ、4MHZ、8MHZ。为完成更多功能，选择8MHZ晶振作为工作时钟。
3系统电路与程序设计
3.1系统整体框图
系统主要由电机供电模块、电机、主控模块、RTC时钟模块、红外接收模块、显示模块6部分组成。根据电机旋转，主控模块判断扫描起始位，经一定延时进行等分64份，即扫描64列，每一列16个LED输出字模。根据人眼视觉暂留形成显示系统。内容可以是固定的汉字也可以是实时时钟，通过红外遥控进行控制。系统整体结构图如下：
图1系统整体结构框图
3.2主要单元电路介绍
3.2.1显示模块
旋转显示其实仍为点阵屏显示，区别在于普通点阵屏所有位置都有固定的显示位，即一个汉字16*16，则便会有16*16DED，若显示4个汉字，则有4*16*16汉字。而旋转LED显示，则在条件允许条件下，不管显示多少汉字，均只用16个LED即可。
3.2.2RTC时钟模块
采用DS1302实时时钟芯片，可以产生准确时钟，而且通过电池供电可以掉电不丢失。其模块电路如下：
图3RTC时钟模块电路图
3.2.3红外接收模块
由于主控板始终旋转，无法直接对控制板进行控制显示内容，及其显示状态。因此需采用无线控制方式，进行控制。目前常见的无线控制有两种，一种是红外遥控，另一种是无线电波遥控。其中无线电波遥控模块制作复杂，成本较高。因此本系统采用红外遥控进行控制，因为接收硬件最为简单，只需一个红外接收头即可。
3.2.4电机供电模块
由于采用电机旋转进行扫描，因此必须保持一定的固定速度，而且还需给旋转主控芯片进行供电，故不便用处理器进行控制电机。现采用5-7V电源直接接至电机两端，进行供电使电机最大速度运转。
3.2.5主控板电源模块
在方案选择中已经说明，主控板的电源来自改装的电机，将电机内部电刷的三相电引出进行供电。由于为三相交流，必须进行处理方可给主控板进行供电。并且考虑到，电源经电机将导致电压不稳定，因此需加低压的稳压电路去弥补。
3.3软件程序设计
本系统主要功能是显示要显示的汉字与字符，扩展功能可以显示实时时钟，并且可通过遥控器进行遥控控制进行菜单选择。汉字显示、实时时钟和调表设置。程序流程图如下所示：
图10程序流程图
4总结
本设计采用电机旋转带动LED转动，利用人视觉暂留效应达到旋转显示效果，经过实验论证，该设计显示效果理想，可以满足一般显示要求。
|
|
|
|
【对“肖雪:基于avr16单片机的十字LED旋转显示设计”发布评论】 |
版权及免责声明：
① 本网站部分投稿来源于“网友”，涉及投资、理财、消费等内容，请亲们反复甄别，切勿轻信。本网站部分由赞助商提供的内容属于【广告】性质，仅供阅读，不构成具体实施建议，请谨慎对待。据此操作，风险自担。
② 内容来源注明“硅谷网”及其相关称谓的文字、图片和音视频，版权均属本网站所有，任何媒体、网站或个人需经本网站许可方可复制或转载，并在使用时必须注明来源【硅谷网】或对应来源，违者本网站将依法追究责任。
③ 注明来源为各大报纸、杂志、网站及其他媒体的文章，文章原作者享有著作权，本网站转载其他媒体稿件是为传播更多的信息，并不代表赞同其观点和对其真实性负责，本网站不承担此类稿件侵权行为的连带责任。
④ 本网站不对非自身发布内容的真实性、合法性、准确性作担保。若硅谷网因为自身和转载内容，涉及到侵权、违法等问题，请有关单位或个人速与本网站取得联系（联系电话：01057255600），我们将第一时间核实处理。
|
|
