電子顯示屏設(shè)計word版(編輯修改稿)
2025-07-08 22:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ED就可以顯示漢字了，但是本次設(shè)計的 LED顯示器的分辨率 得 到了提升， 在平面顯示時采用了 32+2 個 LED作為顯示 器 。這樣 就在 旋轉(zhuǎn)的過程中就可以達(dá)到直徑上有 64個 點(diǎn)了，分辨率足夠顯示圖案了。 對于 側(cè)面板，使用了 16個 LED來顯示漢字圖案，在系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的時候，基本上可以將該旋轉(zhuǎn)的圓周看成一個 16*180的 平面顯示屏的效果了。 4 第三 章 系統(tǒng) 硬件 電路 的設(shè)計 供電 電路的設(shè)計 本次 設(shè)計的系統(tǒng)的供電問題一直是個比較重要的問題，因?yàn)樾D(zhuǎn)的過程中，我無法使用 有線 供電，這樣線會被纏繞，所以設(shè)計一 個 比較好的供電方式是這個系統(tǒng)的關(guān)鍵問題所在。 由于最近的無線供電技術(shù)的推廣，無線供電方式映入眼簾 ，將電流的直流信號轉(zhuǎn)化成交流信號，通過 旋轉(zhuǎn)的線圈進(jìn)行變壓器的操作，初步達(dá)成了無線供電， 最后 通過整流電路，將交流信號轉(zhuǎn)化成直流信號，最后通過穩(wěn)壓二極管，將電壓 穩(wěn) 到 5V，只要電路能夠正常運(yùn)行，線圈不摩擦，基本上這個電路不會出現(xiàn)什么供電問題。 此 方案 在整體的實(shí)施上比較簡單，只需要繞制兩組線圈， 粗略 計算線圈的繞制比，這樣就可以對電壓進(jìn)行粗略的調(diào)控 ， 同時先前之間相互不接觸，形成了無線供電的功能，不會存在電刷接觸不良的情況。 所以 在本次設(shè)計中使用了無線供電技術(shù)對單片機(jī)進(jìn)行電源的 供給 。 無線供電電路產(chǎn)生 的交流電壓需要經(jīng)過橋式整流電路進(jìn)行 整流 ，最終輸出直流信號，該電路的原理圖如下圖： 圖 2 無線供電 單片機(jī)電路的設(shè)計 本次 使用的單片機(jī)的型號我進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選，首先，運(yùn)行速度要快，其次內(nèi)存要 大 ，最后，盡可能的 I/O端口 要 多，這樣我進(jìn)行 對 LED的控制時才會變得簡單。 此次設(shè)計 我選用的 ST公司 的 最新系列 的 STC15F2K60S2 單片機(jī) ， 該單片機(jī) 的主要特點(diǎn)有： （ 1） 內(nèi)核 使用的是 最新 一代的加密內(nèi)核，基本上 達(dá)到 了無法破解的 功能 （ 2） 該 單片機(jī)的運(yùn)行不需要晶振電路，直接可以使用內(nèi)部自帶的時鐘源就可以工作了，同時，該型號的單片機(jī)也不需要外部的復(fù)位電路，對于 此 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計減少了不少難度。 （ 3） 該單片機(jī) 的內(nèi)存比較大，擁有 2K的內(nèi)部 SRAM， 使得單片機(jī)的處理能力大大增強(qiáng)， （ 4） 該單片機(jī) 屬于低功耗單片機(jī) ， 對于無線供電效率底的情況下仍然能夠正常 工作 ，且運(yùn)行速 5 度遠(yuǎn)高于普通單片 機(jī) ，可靠性也大大增強(qiáng)了。 （ 5） 該單片機(jī) 內(nèi)部集成了 60K 的 E2PROM，對于 本設(shè)計 需要存儲的圖像信息和文字信息可以直接保存，掉電不丟失。 所以在 本次設(shè)計的系統(tǒng)中 使用 該型號的 51單片機(jī) 是最合適的，對于 此次 的設(shè)計帶來了各種各樣的便利。 下圖 就是單片機(jī)系統(tǒng)的原理圖： 圖 3 單片機(jī) 管 腳 圖 時間 日期電路 的設(shè)計 本次 設(shè)計的電路中 將要 顯示時間， 所以優(yōu)先 選用了時鐘芯片，最常見的時鐘芯片莫 過于 DS1302了 ，所以本次的系統(tǒng)中使用了該型號的時鐘芯片， 設(shè)計了該時鐘芯片的外部驅(qū)動電路，添加了 時鐘晶振 ，同時，添加了一個紐扣 電池 作為時鐘芯片的供電電源，這樣時鐘芯片內(nèi)部的 時間就會 24小時 不間斷地運(yùn)行了，不需要外部時鐘的添加也 仍然 能夠正常運(yùn)行。這 各電路 就是實(shí)時時鐘電路的基本構(gòu)成電路圖： 6 圖 4 時鐘電路 LED 驅(qū)動 電路 的 設(shè)計 由于 平面上需要驅(qū)動 32個 LED，垂直面上需要驅(qū)動 16個 LED，另外還有時鐘芯片和紅外端口及其余 拓展電路，所以全部使用單片機(jī)的普通 I/O 口 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此需要進(jìn)行端口的擴(kuò)展或者使用其余方式來驅(qū)動 LED， 在 本次設(shè)計中選用了串行移位寄存器 74HC595 來 進(jìn)行 LED 的 串行驅(qū)動，所有的 LED分為 8個 一組，直接接到 595芯片 的輸出端，通過串行控制輸出 信號 對 LED進(jìn)行 顯示驅(qū)動，最后 通過 74HC595的 級聯(lián)操作，對剩余的每一組 LED進(jìn)行 顯示控制， 通過 該電路，就可以簡單地進(jìn)行 顯示 電路的 控制 。 該 驅(qū)動方式比較簡單，電路設(shè)計完之后只需要級聯(lián)即可，無需進(jìn)行端口的拓展。其余 設(shè)計 電路都會 有 或多或少的復(fù)雜性。該電路的電路原理圖如下： 圖 5 LED 顯示驅(qū)動電路 7 這款單片機(jī) 支持在線下載功能，因此不需要設(shè)計額外的下載端口來下載程序 ， 僅僅需要將單片機(jī)的串口 1 引出來 ， 注意 的 是該單片機(jī)擁有兩個串口，默認(rèn)情況下，串口 2是 不可以用來下載程序的，所以 進(jìn)行串口 的引用之后， 需要 對計算機(jī)安裝 PL2303串口，將 購買的 PL2303 硬件 插入計算機(jī)USB 口 ， 通過 管理工具看到串口號，該串口不同于 232 串口 ，所以電平不能直接相連。對接 單片機(jī)和 PL2303， 就可以通過 官方 下載軟件進(jìn)行程序的下載了。 紅外 對射校正方位電路 的 設(shè)計 在 旋轉(zhuǎn) LED 顯示器 旋轉(zhuǎn)的過程中，可能無法通過眼睛確認(rèn)目前 旋轉(zhuǎn) 面轉(zhuǎn)到 的準(zhǔn)確 地址，所以，通過安裝紅外 對射 管，一個 安裝 在底板上，一個安裝在旋轉(zhuǎn)的 LED 燈板 上，燈板上的用于接收， 那么 ，燈板 每 旋轉(zhuǎn)一周就會接收到一次紅外觸發(fā)信號，所以將這個點(diǎn)設(shè)置 為 初始位置和終點(diǎn)位置 。 通過 計算周長 ， 設(shè) 燈板 的直徑 為 Rcm， 那么周長就為 πRcm ， 相鄰 燈的間距為 2MM， 則如果矩陣 化 電路的顯示陣列， 那么 對于垂直 柱面 上的 LED面 ，我們可以近似看成 16*π R的 點(diǎn)陣屏，大約可以顯示漢字的個數(shù) 為 19個 。當(dāng)然 由于 電機(jī)的限制和運(yùn)行穩(wěn)定性的決定
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