旋转LED.docx
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旋转LED
摘要
摘要：
留着半导体材料及工艺技术的进步，生产量的增加，我认为可能还需要一段时间，LED照明灯的性能能进一步地提高。
价格也会不断下降，它将逐步进入千家万户，给您带来节电，明亮的新的光源。
LED日光灯节电高达80%以上，寿命为普通灯管的10倍以上，几乎是免维护，不存在要经常更换灯管，镇流器，启辉器的问题，约半年下来节省未用就可以换回成本。
绿色环保型的半导体光源。
光线柔和。
光谱纯，有利于工人的视力保护及身体健康。
6000k的冷光源给人视觉上清凉的感觉，有助于集中精神，提高效率。
将单片机控制的LED流水灯设备稍作改进,让它动起来,就能神奇地显示各种字符或图案,其效果如漂浮在空中一般。
之所以能如此,这得益于人眼的“视觉暂留”现象,称为POV（PersistenceofVision）。
由于与POV相关的制作,实质是利用机械运动来简化电子电路,大多只需要十来个元件加上几十行甚至十几行程序就能达到神奇的视觉效果,因而受到单片机初学者及爱好者的青睐。
关键字：
pov，节能，视觉暂留
引言
引言：
单片机技术如火如荼，蓬勃发展，其电子产品如雨后春笋地出现，正潮水般的涌入各个领域。
其电子产品以灵敏、结构简单易制、成本低、可靠性强等优点迅速占领电子市场，给人们生活带来了极大的方便，深受人们的青睐。
这让我 本次设计我们以STC89C52RC单片机为主控单元，利用视觉暂留效应，制成显示文字的优美LED旋转灯。
第一章系统整体概述
现在是一个知识爆炸的心时代。
新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。
可以毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。
今年来，随着电子产品的发展，人们对时钟的要求越来越高，而在对要求高之余，有要讲究有创意，新奇，所以在这个基础上设计一款既能满足人们要求，又要有创意的时钟装置是很有必要的，LED旋转屏数字钟可以计时的基础上，又能够满足人们对事物的要有创意的需求。
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。
人眼具有视觉暂留的错觉，无法区分间隔小于0.1s的图像。
借助人的视觉暂留效果，通过少量LED灯的机械扫描方式来显示各种字符或者图像。
其原理很简单，就是靠电动机带动一排LED灯绕电机轴高速旋转，与此同时单片机控制各个LED灯在旋转平面相应的位置上点亮，构成一幅点阵画，虽然它们不是同时点亮的，但由于人的视觉暂留效果，会误以为每个点都是同时点亮的。
LED灯的功能如下：
20只LED通过旋转能平面显示中英文，文字，图案，显示当前时分秒，星期；显示通过红外遥控器控制切换功能，时间可调，带记忆功能。
第二章硬件设计
旋转LED显示屏主要由供电装置，驱动装置，LED显示屏及其控制，远程遥控装置构成
总体结构图
如何让一列灯旋转起来感觉像稳定的字显示在空中呢？
首先我们来分析下人的眼睛，其实人的眼睛非常好骗的，只要让电机扫描的快一点就行了，实际上肉眼在24帧/秒以上就不会看到闪烁的，所以要保证电机的速度能在一秒转24圈以上，这样的话人眼就觉得旋转的字很稳定很清晰的显示在空中了。
2.1系统设计
STC89C52单片机控制部分
本次设计的控制器采用了STC89C52RC单片机:
K1、C10、R3连接到单片机RESET（9脚）构成复位电路，RESET：
复位信号端和后备电源输入端。
输入10ms以上高电平脉冲，单片机复位。
Y2晶振选用了11.0592MHZ，决定了系统的时钟周期，C9和C13用于帮助晶振起振。
由于本次采用的STC89C52RC自带8K程序存储器，而本次设计程序小于8K，所以31脚EA/VP接VCC，不允许从外部读程序。
P0口内部无上拉电阻，为增强其驱动能力，上接了上拉电阻。
2.2起点检测显示方案
旋转LED旋转起来是一个圆，那么就需要有一个传感器来判断起点位置，有人用霍尔传感器，有人用红外对管，本人觉得用红外对管来的便宜些，而且实现起来也容易。
这个起点检测非常重要，单片机就是根据这个起点来判断是否要开始显示数据的。
如果起点检测不到，单片机就不开始显示。
下图为红外接收
红外接收
2..3遥控控制方案
LED旋转显示时是无法使用按键对单片机进行控制的，需要控制功能时，智能采用遥控，无线遥控控制效果不错，但红外遥控会简单很多，而且可以采用市场上容易买到的成品遥控器，而省去制作控制器的麻烦，故本次设计采用红外遥控，接收端伟一体化红外接收头1838B捕捉空间的红外信号，占用单片机的外部中断1进行红外解码。
如图所示
一体化红外接收1838B比其他的红外接收整形体积小，所具有的特点有：
1、小型设计；
2、内置专用IC；
3、快角度及长距离接收；
4、抗低于环境光线干扰；
5、低电压工作；
2.4电源
任何电路都离不开电源部分，提供稳定、持续的输出电压是保证电路正常工作的关键。
利用电网提供的交流电源，经过整流、滤波、稳压，可得稳定的输出电压。
我们选用手机充电器提供稳定5V电源，电路原理是把直流转成交流，然后经过初级线圈，最后次级线圈感应得电，经过整流滤波后给旋转部分供电，直流转交流部分电路是一个自激震荡电路。
2.5时钟电路DS1302
DS1302的性能特性：
实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数；
用于高速数据暂存的31×8位RAM；
最少引脚的串行I/O；
2.5～5.5V电压工作范围；
2.5V时耗电小于300nA；
用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式；
简单的3线接口；
可选的慢速充电（至Vcc1）的能力。
DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。
它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。
实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。
对于小于31天的月和月末的日期自动调整，还包括闰年校正的功能。
时钟的运行可以采用24h或带AM（上午）/PM（下午）的12h格式。
采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302有主电源/后备电源双电源引脚：
Vcc1在单电源与电池供电的系统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；Vcc2在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式中，Vcc1连接到备份电，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。
DS1302由Vcc1或Vcc2中较大者供电。
当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小于Vcc时，DS13026由Vcc1供电。
DS1302原理图
第三章软件设计
3.1程序初始化
voidunin（）
{
P1=0XFF;//各组IO口初始化，不显示
P2=0XFF;
P0=0XFF;
}
3.2延时子程序
voiddelays（uintN）
{
uintx;
for（x=0;x<=N;x++）;
}
3.3红外接收管判断起始位置
if（KEY==0）//红外接收管判断起始位
{
j++;
if（j>768）//根据显示的字数定义改数值768/16=48个字显示完48个字后重新开始
{
j=0;
}
for（i=j;i<128+j;i++）//每转一圈前进一列这里定义一圈中同时显示128/16=8个字，
{//在这个程序中如果此参数设置过大会造成头吃尾的后果，如果过少盲点又会太大，所以比较麻烦要根据电机速度来调整此参数
P1=table1[i*2];//字幕数据低位送显示
P0=table1[i*2+1];//字幕数据高位送显示//这里行和列都是IO口独立驱动的LED
delays（210）;//延时让LED亮起来每列延时的时间
P1=0XFF;
P0=0XFF;
}
由单片机控制LED的亮灭和无线数据的接收．数据通过红外接收模块接收后，单片机的串行接口收到数据并传到主控芯片STC89C52中处理，当有无线数据传到时，优先处理接收数据。
显示屏主程序流程图、无线数据发送子程序流程图、无线数据接收子程序流程图如下所示。
图1显示屏主程序流程图图2无线发送子程序流程图
图3无线接收子程序流程图
第四章调试与分析
通电后，看到旋转LED旋转起来，并开始显示汉字。
用红外遥控器，按下相应的按键以后，会看到显示汉字，数字时钟等，并且显示方式随着按下不同的按键而不同。
如图所示
第五章制作感受
由于在上学期的课程单片机原理与接口技术这门课程中首次接触到了旋转LED并且产生了浓厚的兴趣。
经半年的努力，从收集资料，整理，构思，行动，遭遇瓶颈，解决问题，到最终成功实现计划。
并且成功的实现设计要求。
其中最为困难的是无线供电。
由于对电感的理论并不是很明白，所以利用互感生电视最为麻烦的一件事。
也是费了很多功夫的一件事。
不过在这一过程中学会了很多在这期间付出了很多的努力，同时也提高了利用C语言编写单片机程序的能力，以及查阅资料和解决问题的能力。
（注：
可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!
）
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