【正文】 連接的 LED 排列，沒有注意到在實際的軟件程序編寫過程中可能出現(xiàn)的不便操作， 甚至是出現(xiàn)不可能實現(xiàn)的效果。在此前驗證程序的基礎上，加入中斷、子函數(shù)、多個字符顯示代碼數(shù)組。直流激勵下電路的穩(wěn)態(tài)響應中沒有互感現(xiàn)象。 最大的亮點是：以 LED 旋轉顯示顯示屏為中心將已有的不同技術，融合了起來：結合放大震蕩電路將低壓直流轉化成低壓交流電；引用磁耦合技術實現(xiàn)無線供電；才用紅外收發(fā)二極管實 現(xiàn)程序的初始化；使用 STC 出品的 PQFP44 封裝的 51 單片機，充分利用了 I/O 口，簡單易設計；硬件電路的構建簡單，原理易懂。 這里我還要感謝科協(xié)的同學張 亞威和楊許豪。 6* 248。 2*10 2 個 電機固定螺絲 216。 * 248。此次畢業(yè)設計期間，秦老師給了我非常大的幫助和支持，從選題、開題報告、中期檢查、硬件設計、到最后電路焊接完成，再到論文定稿都離不開他的悉心指導。旋轉的 LED 點陣顯示屏此前也早已有之。一對有磁耦合的線圈，若流過其中一個線圈的電流隨時間變化，則在另一線圈兩端將出 現(xiàn)感應電壓，反之亦然。 STC89C51RC 單片機 PQFP44 封裝，它有足夠的 I/O 端口，并且擁有四個外部中斷（ INT0、 INT INT INT3）和三個定時器 /計數(shù)器中斷（ T0、T T2），這就方便了在不使用鎖存器呵占用 I/O 口的情況下，可以用多余的外部中斷和內部定時計數(shù)器來實現(xiàn)初始化、函數(shù)調用、顯示內容變換。多次比對 I/O 口賦值與原理圖發(fā)現(xiàn)，電路設計初衷沒有考慮到的合理性。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 27 載入程序驗證 利用串口線，通過 STC 網站提供的 ISP 下載軟件向單片機內部程序存儲器中載入一個基本的驗證性程序。焊接完成后，芯片引腳出來的是高電平控制，二極管又共陽連接，導致二極管與預期控制亮滅反向，所以把程序中的端口賦值按位取反。配合 系統(tǒng)配置 的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Proteus 建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境 [ 14]。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 此軟件無需安裝及驅動，直接運行即可使用，操作簡單，字符代碼生成質量高，速度快。 子函數(shù)中，主要是有一個 while 循環(huán) 構成的一個有限循環(huán)來實現(xiàn)字符數(shù)組中的元素值向緩沖數(shù)組的轉移。程序要實現(xiàn)串口通信，靜態(tài)顯示 ，畫面切換 顯示三大功能。 其 引腳從左向右依次為 e 發(fā)射極 b 基極 c 集電極；對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個引腳朝下放置，則從左到右依次為 e b c，如圖 27 所示 ： 圖 27 S9014 外形引腳圖 穩(wěn)壓整流電路 安裝在旋轉模塊上的次級線圈因耦合得 到的電動勢是同初級線圈同頻率交流振蕩電壓，經整流二極管 D1 變成單向電流， 220UF 電解電容做一次濾波，穩(wěn)壓管 D2 確保輸出 系統(tǒng)電壓， 104 電容為二次率波。 29 號引腳 EA/VPP 要執(zhí)行內部程序不需訪問外部存儲器，所以其直接和 38 號引腳（ Vcc）同時接在整流二極管負極，即電源正極 。當 RST 釋放后 EA 腳的值被鎖存，任何時序的改變都將無效 [11]。對于端口 P2 作輸入口時寫“ 1”，原理同 P1 口。 圖 22 芯片管腳圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 ： VCC—— 電源電壓 GND—— 地 P0 口 —— P0 口是一組雙向 8 位三態(tài) I/O 口，可向其寫入 1 使其狀態(tài)為懸浮，用作高阻輸入。 在 51 系列單片機中選定一款合適的 型號 來作為控制單元的主控芯片。通過查閱資料和對比最終的硬件原理圖如圖 21 所示。 基于以上理由決定采用 C 語言為該顯示系統(tǒng)的編程語言。 匯編語言 (Assembly Language)是面向機器的程序設計語言，功能 強大，可以 利用計算機所有硬件特性 并直接控制硬件。 此設計題目以此方案為 總體指導 展開具體的硬件電路設計。 這里直接通過直流電機的轉動來帶動 LED 列的旋轉， 運行到某一位置時就 初始化 該位置的狀態(tài) ， 到 一 定時間 后又顯示下一狀態(tài) 的圖像 ， 即一列顯示器件要由 電機 轉動來更換位置實現(xiàn)完成全部圖像的顯示 。 由于課題任務要求是基于 51 單片機 的 開發(fā)方式 ， 單片機內已經集成UART， 在此 選擇串行通信方式。因此，當計算機 接受 數(shù)據時，必須將 串 行數(shù)據轉換為 并 行數(shù)據。它有很強的接口性能，非常適合于工業(yè)控制 ,因此又叫微控制器(MCU)。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 3 第 1 章 方案論證與選擇 系統(tǒng) 總 方案 由于旋轉 LED 顯示屏 高速旋轉 ，所以對硬件的 質量要求非常的高。目前中國國內龐大的需求應用給 LED 下游廠商創(chuàng)造了巨 大的發(fā)展機會，這為我國 LED 產業(yè)的發(fā)展提供了良好的機遇 [1]。 在 本 文所設計的旋轉 LED 顯示屏 以 STC89C51 單片機為核心，最大限度的利 用單片機的資源，實現(xiàn)顯示功能。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他 個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。 因裝在電機上的控制電路始終在高速旋轉，所以 不方便使用電刷供電方法來給控制系統(tǒng)和顯示模塊供電。紅外收發(fā)二極管的作用是，當接收二極管隨旋轉顯示屏轉到發(fā)射二極管，兩者對接時完成信號收發(fā)，引起單片機外部中斷，單片機控制程序初始化。 作者簽名： 日 期： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） IV 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。并且對大學期間所學習的一些理論進行了實踐，使我們對所學過的理論知識有了新的認識。全球已形成了以日、美、德為龍頭產業(yè)，中國臺灣、韓國緊跟其后，中國大陸、馬來西亞等國家和地區(qū)積極跟進的態(tài)勢。 第 4 章對硬件 焊接檢查，程序下載實物演示，硬件和軟件程序 調試中遇到的問題作了說明，并對各功能進行了測試和分析。 單片機 總體概括性的說 是集成了 CPU， ROM， RAM 和 I/ O 口的微型計算機。在串行發(fā)送時，數(shù)據是一位一位按順序進行的，而計算機內部的數(shù)據的傳遞和處理 是并行的。并行通信 最大特點是 速度快，但 其需要的 通信線多、 各位收發(fā)同步協(xié)調要求高， 成本高，故 適合 遠距離通信。 該 LED 顯示屏是由一個一個的發(fā)光二極管 縱向排列 構成的， 要顯示字符就要使其旋轉起來，并使發(fā)光二極管列結合程序定時的亮滅 。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 6 系統(tǒng)硬件方案 系統(tǒng)最終 方案 框圖 如圖 14 所示，以 51 單片機 機作為 控制 顯示 效果主控制器件， 用串行通信 ISP 下載線 將顯示內容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C系統(tǒng)，單片機根據 下載 來的內容和指令通過端口 電平輸出來 驅動 2 塊 各有 16個 LED 燈組成的顯示 模塊構成的 216 的 LED 縱列 顯示 模塊 。 單片機編程語言 目前 單片機編程語言 有 匯編語言和 C 語言兩種。 我在剛入學時學過 C 語言課程，對匯編語言不了解，以及后來在 51單片機的學習中我一直使用的是 C 語言來編寫程序的。 根據硬件的功能結構圖選取合適器件，器件不但要求能實現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個系統(tǒng)之中。 控制單元設計 C51 芯片的選擇 控制 系統(tǒng)單元 是整個顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用 51 系列單片機為核心器件，用來 處理 控制指令和顯示內容 ， 并且直接 通過 I/O 口 輸出 電平通過 驅動電路來 控制 LED 顯示屏的顯示內容和顯示狀態(tài)。 2. STC89C51RC 的 PQFP44 封裝 芯片管腳圖 如圖 22 所示。 和 的第二功能： (1) T2（定時 /計數(shù)器 2 外部計數(shù)脈沖輸入），時鐘輸出； (2) T2EX（定時 /計數(shù) 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制）； P2 口 —— P2 是一組內部帶上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。如果 EA 為高時，將執(zhí)行內部程序。端口 接到紅外接收管的正極用 于外部中斷初始化程序。 其 供電系統(tǒng)整體框架如圖 24 所示 ： 5V 圖 24 供電系統(tǒng)框圖 高頻振蕩電路 高頻振蕩電路模塊原理圖，該電路由 5V 1000MA 直流電源放大電路、LC 振蕩電路、穩(wěn)頻選頻電路組成，如下 25 所示 ： 圖 25 供電系統(tǒng)框圖 高頻振蕩 供電驅動 穩(wěn)壓 整流 初次級線圈 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 16 其中三極管 Q1 是 PNP 型 B772，如圖 26 所示 ： 圖 26 B772 外形引腳圖 Q2 是 S9014，相關介紹如下： 三極管 S9014 的 結構 是 NPN， 集電極 發(fā)射極電壓 45V， 集電極 基電壓 50V， 射極 基極電壓 5V， 集電極電流 ， 耗散功率 ，結溫 150℃， 最小 特征 頻率 150MHZ， 放大倍數(shù)： 2090。電路如圖 210 所示 ： 圖 210 串口下載線電路圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 19 第 3 章 系統(tǒng)軟件實現(xiàn) 系統(tǒng) 程序方案 程序整體規(guī)劃 系統(tǒng) 程序 按照模塊化的設計思路采用 C 語言編寫。 定時中斷控制流程 兩個定時中斷控制流程 如圖 32 所示 . 圖 32 定時中斷流程圖 定時 T0 中斷 初值重賦 變量過？ 接收顯示 數(shù)據及控制命令，檢查接收是否完畢 將顯示數(shù)據移入顯示數(shù)組并賦值給對應 I\O 口 定時返回 定時 T1 中斷 初值重賦 計時，計數(shù) 判斷設置時間和累計數(shù)值是否到達，到達時，重置變量歸零 定時返回 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 顯示子程序介紹 在主函數(shù)中，根據定時器計數(shù)，來控制顯示狀態(tài)變量的值來判斷下一步顯示內容，即要調用那一個顯示子函數(shù)。復制生成的代碼放入所編程序中，下載到硬件電路中運行顯示即可。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。原理圖中二極管是共陽連接。換了一個 5V 直流電源后， LED 屏旋轉；但 LED 燈不亮，使用萬用表檢查 LED燈及相關電路沒有問題，但通過比較前后使用的兩個電源發(fā)現(xiàn)第二個電源輸出額定電流值只有 800mA,又 更換 一個 5V1A 電源，上述問題解決。在借助萬用表確認焊接元器件無短路、斷路、遺漏情況，與原理圖相一致，元器件并無損壞，電路電氣特性良好，但顯示效果混亂。這就增加了程序的復雜性，同時也增加了程序和硬件顯示的協(xié)調設計難度。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 29 圖 42 電機負極接線前后對比 線圈耦合 載流線圈與其他線圈之間通過磁場相互聯(lián)系的物理現(xiàn)象稱為磁耦合。如圖 52 所示 圖 43 加裝磁導體的次級線圈 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 30 結 論 此次設計并不是一項創(chuàng)新性課題。在百忙之中，她為我的畢業(yè)設計和論文的完成中費心費力，她干練敏捷的工作方式、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及平易近人的性格，使我很是受益和敬佩。oldid=1376,20201113 [15] [16]于歆杰 ,朱桂萍 ,陸文娟 .電路原理 [M].北京 :清華大學出版社 ,2020:312313 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 33 附 錄 附錄一 元器件清單 旋轉 LED 顯示屏元器件清單 元件名稱 型號（大?。? 數(shù)量 旋轉部分 貼片 IC STC89C51RC 1 個 貼片發(fā)光二極管（ 0805） 綠色 16 個 紅色 16 個 貼片電阻 560 32 個 10K 4 個 貼片電容 104P 3 個 20P 2 個 穩(wěn)壓二極管 1 個 開關二極管 4148 1 個 晶 振 1 個 電解電容 1 個 紅外接收管 方形 2*5*6 1 個 晶振 1 個 次級線圈 248。3 1 個 二極管 IN4007 1 個 三極管 B772 1 個 S9014 1 個 瓷片電容 104 1 個 直流電機 6V 1 個 電解電容 1 個 滌綸電容 222 1 個 1/8W 電阻 470 1 個 560 2 個 10K 1 個 小盒固定螺絲 216。 9*10 1 個