【文章內(nèi)容簡介】 圖；在此框圖中運(yùn)用了兩個(gè)獨(dú)立的直流電源分別對(duì) MCU 控制器和 LED 進(jìn)行供電，這一方面大大降低了硬件設(shè)計(jì)難度，另一方面也提高了 LED 的發(fā)光亮度，可行性高；整個(gè)核心設(shè)計(jì)都將圍繞此框圖展開進(jìn)行。 電機(jī) 電機(jī)電源 按鍵輸入 LED驅(qū)動(dòng) MCU控制器 電源（ DC5V） LED(16個(gè) ) 電源（ DC5V） 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專科生畢業(yè)論文 11 系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)前期設(shè)計(jì)具體結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn) LED（雙層） 動(dòng)態(tài)顯示屏結(jié)構(gòu)正視圖： 圖 旋轉(zhuǎn) LED（單排）動(dòng)態(tài)顯示屏 前期 結(jié)構(gòu)正視圖 如圖 3 所示，由于此項(xiàng)課題設(shè)計(jì)較早，在前期設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用雙排 LED（各 16 個(gè)）不同半徑設(shè)計(jì)一雙層旋轉(zhuǎn) LED 動(dòng)態(tài)顯示屏以達(dá)到雙層顯示效果；兩排 LED 所采用的原理完全相同，完全遵屬于圖 2 所示的硬件框圖進(jìn)行拓展，并最終將其設(shè)計(jì)出來，但此裝置設(shè)注： R≠ r r R 供電裝置 交流電機(jī) 固定臺(tái) 以放置的 16 個(gè)LED 為例，必須將其穩(wěn)定的固定好，避免旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生掉落 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專科生畢業(yè)論文 12 計(jì)時(shí)考慮欠佳，缺陷較多，最終以失敗告終。 系統(tǒng)后期設(shè)計(jì)具體結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn) LED（單層） 動(dòng)態(tài)顯示屏結(jié)構(gòu)正視圖： 如圖 4 所示，由于此項(xiàng)課題設(shè)計(jì)較早，在前期設(shè)計(jì)時(shí)考慮的欠佳，導(dǎo)致 電機(jī)燒毀，電路板損壞，既而加以改進(jìn)?，F(xiàn)利用剩余器件材料制成一單排旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏，所采用的原理完全完全遵屬于圖2 所示的硬件框圖，并最終將其設(shè)計(jì)出來，此裝置在許多方面（成本，阻力）加以優(yōu)化，并最終設(shè)計(jì)出來，得到較好的顯示效果。 供電裝置 交流電機(jī) 固定臺(tái) 以放置的 16 個(gè) LED為例，必須將其穩(wěn)定的固定好，避免旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生掉落 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專科生畢業(yè)論文 13 圖 旋轉(zhuǎn) LED（單排）動(dòng)態(tài)顯示屏 后期 結(jié)構(gòu)正視圖 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)原理圖 圖 單片機(jī)（ STC89C52）引腳圖 STC89C52 的內(nèi)核和 AT51 系列單片機(jī)一樣，故引腳也相同 。STC89C52 的引腳功能現(xiàn)說明如下： 18： I/O P1 口（ ）； 9：復(fù)位腳（ RST/Vpd）； 1017： I/OP3 口（ =RXD， =TXD， =INT0， =INT1，=T0， =T1， =WR， =RD） 1 19：晶振（ 18=XTAL2， 19=XTAL1）； 20:地（ Vss）； 2128： I/OP2 口（ )； 29： PSEN； 30： ALE/PROG； 31： EA/Vpp 3239： I/OP0 口（ ）； 40： +5V 電源。 注 ： 引腳功能前加 “ ” ，說明其是低電平有效。如 =INT0。 R 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院?？粕厴I(yè)論文 14 系統(tǒng)前期整體設(shè)計(jì)原理圖 原理圖詳見附錄 I 圖 23 所示。 根據(jù)圖 2 所示的硬件框圖設(shè)計(jì)出圖 23 所示的原理圖，圖中所示的VCC 運(yùn)用了同一個(gè)直流電源，但是在實(shí)際調(diào)試中，在同一電 源（ 5V）共同對(duì)單片機(jī)和 LED（ 16 個(gè)）進(jìn)行供電時(shí)，在程序運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)了電壓輸出不穩(wěn)定。對(duì)于單片機(jī)而言對(duì)電壓的要求則在 3V 以上，而 VCC 則為5V，此 VCC 若同時(shí)對(duì)二者進(jìn)行供電則不能達(dá)到程序運(yùn)行的要求。最終以分開供電（各 5V）方式，并獲得成功。 系統(tǒng)后期整體設(shè)計(jì)原理圖 利用 Protel99 SE 軟件畫出相關(guān)原理圖，此原理圖詳見附錄 I 圖24 所示 后期設(shè)計(jì)原理同前期完全相同，只是在硬件設(shè)計(jì)上由雙排改為單排顯示，降低了運(yùn)行負(fù)載和實(shí)驗(yàn)成本，仍以獨(dú)立供電的方式運(yùn)行，最終獲得較佳的實(shí)驗(yàn)效果。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 下載模塊原理圖 由于調(diào)試時(shí)，需要對(duì)程序反復(fù)進(jìn)行下載，需要制作一個(gè)下載通訊器，亦是為了下載程序的方便；在此運(yùn)用 RS232 和 MAX232 可以簡單實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和單片機(jī)的通信功能，可以輕松的對(duì)程序進(jìn)行下載并運(yùn)行。 原理圖詳見附錄 I 圖 25 所示。 ○ 1 DB9 相關(guān)資料 圖 DB9 引腳圖 表 DB9 引腳功能說明 引腳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 簡寫 DCD RXD TXD DTR SG DSR RTS CTS RI 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院?？粕厴I(yè)論文 15 功 能 說 明 載 波偵 測(cè) 接 收數(shù) 據(jù) 發(fā) 送數(shù) 據(jù) 數(shù) 據(jù)終 端 準(zhǔn) 備 信 號(hào)地 線 數(shù) 據(jù) 準(zhǔn) 備 好 請(qǐng) 求 發(fā) 送 清 除發(fā) 送 振 鈴指 示 ○1 MAX232 相關(guān)資料 圖 MAX232 引腳圖 MAX232 引腳功能說明： MAX232 芯片是專門為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分： 第一部分是電荷泵電路。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦 DP9 插頭； DP9插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從R1OUT、 R2OUT 輸出。 第三部分是供電。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 在充分了解到原理之后，畫出原理圖，詳見附錄 I 圖 25 所示： 制作出專用下載模塊，實(shí)驗(yàn)證明，可以成功的對(duì)程序進(jìn)行下載，并可以成功運(yùn)行。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院?？粕厴I(yè)論文 16 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) PCB電路板 系統(tǒng)前期整體設(shè)計(jì) PCB 電路板（單層） 此圖 PCB 詳見附錄 II 圖 26 所示： 利用 Protel99 SE 軟件根據(jù)附 錄 I 圖 23 原理圖制成 PCB 電路板，考慮到成本因素，在 PCB 布線時(shí)均采用單層（頂層）布線，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)并在 PCB 中測(cè)量好尺寸大小，以便制作成實(shí)際集成電路板，所以實(shí)際尺寸大小的設(shè)計(jì)非常重要，不僅可以對(duì)成本進(jìn)行合理控制，在 PCB實(shí)際制作時(shí)，需注意對(duì)外形進(jìn)行合理布局，盡量做到美觀，但是可行性依然需放在首要位置。 此示意圖是利用 Protel99 SE 軟件根據(jù)所繪出的原理圖制成 PCB電路板，根據(jù)所制成的電路板，并在軟件中實(shí)際測(cè)量并計(jì)算出該電路板的實(shí)際尺寸大小。在 Protel 制作 PCB 時(shí)，所使用到的長度單位為：mil，在 轉(zhuǎn)換成實(shí)際常見的長度是需注意，不能出錯(cuò)。 計(jì)量單位： 1mil=。 通過這一計(jì)量單位的轉(zhuǎn)換可以輕松的計(jì)算出該 PCB 板的實(shí)際尺寸。具體大小詳見圖 8 所示。 系統(tǒng)后期整體設(shè)計(jì) PCB 電路板（單層） 此圖 PCB 詳見附錄 II 圖 27 所示： 根據(jù)附錄 I 圖 24 原理圖制成此 PCB，與前期制作的 PCB 電路板原理完全相同，慮到成本因素，在 PCB 布線時(shí)均采用單層（頂層）布線，原理上對(duì)前期的雙排改動(dòng)為單排，采用的原理均為圖 2 所示，在外形設(shè)計(jì)上有所改動(dòng)，但在最終實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)有所改動(dòng)，具體情況見實(shí)物分析。 根據(jù)實(shí)際制 作的 PCB，根據(jù)計(jì)量轉(zhuǎn)換單位： 1mil=。測(cè)量出此 PCB 大小，通過這一計(jì)量單位的轉(zhuǎn)換可以輕松的計(jì)算出該 PCB 板的實(shí)際尺寸。具體大小詳見圖 9 所示： 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院?？粕厴I(yè)論文 17 圖 系統(tǒng)前期整體設(shè)計(jì) PCB 電路板尺寸示意圖 圖 系統(tǒng)后期整體設(shè)計(jì) PCB 電路板尺寸示意圖 40 76 112 單位 /mm 57 76 40 101 單位 /mm 101 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專科生畢業(yè)論文 18 系統(tǒng)設(shè)計(jì)下載模塊電路板（單層） 根據(jù)附錄 I 圖 25 原理圖制 成下載模塊 PCB 電路板，實(shí)際 PCB 詳見附錄 II 圖 28 所示。 圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)下載模塊 PCB 電路板尺寸示意圖 根據(jù)實(shí)際制作的 PCB，根據(jù)計(jì)量轉(zhuǎn)換單位： 1mil=。測(cè)量出此下載模塊 PCB 大小，通過這一計(jì)量單位的轉(zhuǎn)換可以輕松的計(jì)算出該 PCB 板的實(shí)際尺寸。具體大小詳見圖 10 所示： 注：由于考慮到成本和實(shí)驗(yàn)室實(shí)際條件等因素，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的所有PCB 電路板均未制成集成電路板；但雖如此，所有的電路圖均由人工手工焊接布線完成，并 均制作成功，雖然布局美觀上是不如集成電路板，均但可用，獲得成功。 ①發(fā)光二極管（ LED） 外型： 5mm 大草帽 外徑： ? 5mm 光色：綠色 亮度： 4000mcd 電壓： — 電流： 17— 20mA 視角： 120 度 壽命： 100000小時(shí)以上 ②單片機(jī) 型號(hào)： STC89C52 引腳輸出電壓： 5V 數(shù)量： 1 片 ③晶振 規(guī)格： 數(shù)量： 1 個(gè) ④電阻： 規(guī)格： 470? 功率： 1/2W 精度： 5%。 數(shù)量： 16 個(gè) 41 單位 /mm 59 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專科生畢業(yè)論文 19 ⑤交流電機(jī) 電壓： AC220V 轉(zhuǎn)速： 900rad/min. 其余參數(shù)：未知 ⑥電容（無源） 規(guī)格： 15p。 數(shù)量： 2 片 ⑦電池 (DXP 型 ) 規(guī)格： 3V。 數(shù)量： 4 片 ⑧ MAX232EPE（ DXP型） 引腳： DIP16 電源 ： +5V 外部通訊口： RS232 外部 電容（無源）： 0. 1uF 數(shù)量： 1 片 ⑨ RS232 轉(zhuǎn)接頭 DB9 母 轉(zhuǎn)接頭 南京 XXXX學(xué)院專科生畢業(yè)論文 20 第四章 旋轉(zhuǎn) LED 動(dòng)態(tài)顯示屏設(shè)計(jì)的控制思 想 本課題的實(shí)現(xiàn) 基本原理 成像基本原理 實(shí)踐證明 ,人的大腦無法清晰辨識(shí)運(yùn)動(dòng)速度過快的物體。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速 度達(dá)到 20~40 轉(zhuǎn) /秒時(shí)，大腦無法辨別物體的運(yùn)動(dòng) 。 所以在這種情況之下，由于人的眼睛 存在視覺暫留現(xiàn)象，旋轉(zhuǎn)LED 顯示器能夠很好地利用人眼的視覺暫留特性，利用高速旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)一排 LED 燈旋轉(zhuǎn) ， 通過控制 LED 燈的閃爍時(shí)間和頻率，就可呈現(xiàn)一幅完整的畫面，如顯示字符、圖片。 漢字顯示原理 我們以 UCDOS 中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由 16 行 16 列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由 256 點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在 256像素范圍內(nèi)的任何圖形 。