【正文】 3rad/s 的影像 15rad/s 時(shí)的影像 60rad/s 時(shí)的影像 圖 人眼暫留效應(yīng)示意圖 南京 XXXX學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)論文 21 圖 漢字顯示原理圖 字體、圖形具體顯示過(guò)程解析 此設(shè)計(jì)所需的字模，可視為一 16*16 的點(diǎn)陣字模，具體如下圖所示： 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 1 2 3 4 5 6 7 8 110 11 12 13 14 15 16 9 南京 XXXX學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)論文 22 圖 字體顯示示意圖 注： 表示 LED 點(diǎn)亮； 表示 LED 未點(diǎn)亮。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。 漢字顯示原理 我們以 UCDOS 中文宋體字庫(kù)為例，每一個(gè)字由 16 行 16 列的點(diǎn)陣組成顯示。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速 度達(dá)到 20~40 轉(zhuǎn) /秒時(shí)，大腦無(wú)法辨別物體的運(yùn)動(dòng) 。 數(shù)量： 2 片 ⑦電池 (DXP 型 ) 規(guī)格： 3V。 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%。測(cè)量出此下載模塊 PCB 大小，通過(guò)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(jiàn)圖 9 所示： 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)科生畢業(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(zhuān)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(jiàn)附錄 II 圖 28 所示。 根據(jù)實(shí)際制 作的 PCB，根據(jù)計(jì)量轉(zhuǎn)換單位： 1mil=。具體大小詳見(jiàn)圖 8 所示。 計(jì)量單位： 1mil=。 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。 在充分了解到原理之后，畫(huà)出原理圖，詳見(jiàn)附錄 I 圖 25 所示： 制作出專(zhuān)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。 第三部分是供電。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。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。 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。 原理圖詳見(jiàn)附錄 I 圖 25 所示。 系統(tǒng)后期整體設(shè)計(jì)原理圖 利用 Protel99 SE 軟件畫(huà)出相關(guān)原理圖，此原理圖詳見(jiàn)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。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。 R 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)論文 14 系統(tǒng)前期整體設(shè)計(jì)原理圖 原理圖詳見(jiàn)附錄 I 圖 23 所示。 注 ： 引腳功能前加 “ ” ，說(shuō)明其是低電平有效。 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(zhuān)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 。 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)。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)論文 10 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體硬件框圖 圖 旋轉(zhuǎn) LED 整體硬件結(jié)構(gòu)圖 通過(guò)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)框圖的剖析，通過(guò)對(duì)整個(gè)框圖及設(shè)計(jì)流程的了解，設(shè)計(jì)出如上圖所示的硬件框圖；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(kāi)進(jìn)行。 個(gè)人認(rèn)為，此設(shè)計(jì)本身的宗旨就不需要顯示較大的畫(huà)面，也不需要太大的存儲(chǔ)空間，對(duì)于普通的文字顯示和圖案顯示，單片機(jī)完全可以達(dá)到此要求，而且成本很低（ STC89C 51 成本在 5￥左右），而且嵌 入式芯片，掌握起來(lái)較為復(fù)雜，不適合普通的，沒(méi)有接觸過(guò)此方面知識(shí)的人群的使用，使用較難，故暫且不使用此方案。由于單片機(jī)的存儲(chǔ)大小及多方面的限制，單片機(jī)作為控制核心時(shí)，在對(duì)顯示畫(huà)面不多，顯示畫(huà)面不大時(shí)是可以方便可行的。當(dāng)然，此設(shè)計(jì)如果能明確的知道電機(jī)的速度大小對(duì)于編程而言是相當(dāng)有利的；但是同時(shí)也需要對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行脈沖的發(fā)放，對(duì)程序的編譯亦同時(shí)提高了難度；但是個(gè)人認(rèn)為，最為重要的則是對(duì)成本的考慮上，由于此設(shè)計(jì)需要較高的速度，而較高速度的步進(jìn)電機(jī)成本是相當(dāng)高的，如果僅作為實(shí)驗(yàn)觀賞用，制作一個(gè)產(chǎn)品還可以考慮此方案的可行性，但是若作為商品來(lái)銷(xiāo)售，我認(rèn)為就沒(méi)有設(shè)計(jì)此產(chǎn)品的必要了，故暫且不使用此方案。必須對(duì)步進(jìn)電機(jī)的工作原理，如何調(diào)速，進(jìn)行充分的理解。 方案比較及確定 以上三個(gè)方案各有及優(yōu)缺點(diǎn)，個(gè)人總結(jié)而言，總的歸結(jié)為：以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單，易于操作，易于理解，成本低廉為主要設(shè)計(jì)需考慮因素。 普通電機(jī)（交流電機(jī)） 旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏設(shè)計(jì) ①此硬件設(shè)計(jì)方案 如圖 2 所示： 只需將圖中的 MCU 控制器換成 STC89C52 芯片，將步進(jìn)電機(jī)換成普通的交流電機(jī) 即可。 ①此硬件設(shè)計(jì)方案 如圖 2 所示： 只需將圖中的 MCU 控制器換成嵌入式芯片即可。但是由于單片機(jī)執(zhí)行指令受時(shí)間的限制，當(dāng)顯示較大畫(huà)面時(shí)，單片機(jī)的速度難以滿足此要求，而結(jié)合嵌 入式系統(tǒng)技術(shù)后，即采用嵌入式軟、硬件的集成方案來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。 ①此設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)方案 旋轉(zhuǎn) LED 整體硬件結(jié)構(gòu)圖 詳見(jiàn) 圖 2 所示 ②此設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)方案 軟件流程圖，如下所示： 圖 旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏軟件流程圖 主程序 啟動(dòng)電機(jī) 按鍵是否啟動(dòng) 返回 Y N 主程序 去 字模，刷新顯示 返回 Y 啟動(dòng)中斷 定時(shí)時(shí)間是否到 N XXXXX畢業(yè)論文 8 嵌入式的 LED點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 在以往的 LED 點(diǎn)陣系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的控制核心是單片機(jī)，單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀取，傳輸和顯示。 XXXXX畢業(yè)論文 7 此 設(shè)計(jì)除了以上三點(diǎn)主要涉及到的技術(shù)以外，還需對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、調(diào)速進(jìn)行了解： 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)：因?yàn)樵诓煌碾姍C(jī)速度之下，產(chǎn)生的相應(yīng)的頻率是不同的，同時(shí)旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏所呈現(xiàn)出來(lái)的圖像不一樣，電機(jī)速度影響到單片機(jī)的定時(shí)器怎樣工作和定時(shí)的多少，還影響到程序的編寫(xiě)。 ③電源的供電方式：旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏的硬件難點(diǎn)既是電路板的供電問(wèn)題，因?yàn)橄到y(tǒng)始終處于高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在此我們將電機(jī)驅(qū)動(dòng)和LED 驅(qū)動(dòng)供電部分分開(kāi)，這樣雖然增加 了硬件開(kāi)銷(xiāo)，但使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，大大降低的硬件設(shè)計(jì)難度。所以需要通過(guò)定時(shí)器中斷，讓其在對(duì)應(yīng)時(shí)刻點(diǎn)亮或是熄滅，超過(guò)一定的頻率時(shí)，由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，而無(wú)法分辨出是否在閃爍；因而可以通過(guò)單片機(jī)定時(shí)器的功能控制其的顯示內(nèi)容。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)可以經(jīng)常方便變換內(nèi)容、能夠攜帶方便、信息容量大、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的信息播放系統(tǒng) —— 旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏，具有十分重大的意義 。 進(jìn)入新世紀(jì)，光電子產(chǎn)業(yè)得到社會(huì)廣泛的重視，信息顯示技術(shù)發(fā)展迅速，隨著 LED 器件材料性能的不斷提高 ， 已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外需要進(jìn)行服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)宗旨宣傳的公眾場(chǎng)所。相信不論是家居使用，還是企業(yè)或人潮洶涌的公眾場(chǎng)所，都會(huì)給人們帶來(lái)高質(zhì)感的享受，未來(lái)的旋轉(zhuǎn)式 LED 顯示屏必定具有廣闊的市場(chǎng)空間。 本課題研究目的和意義以及來(lái)源 本課題的設(shè)計(jì)思想來(lái)源 傳統(tǒng)的 LED 顯示屏以平面顯示效果為主，視角范圍受限、體積較大且搬運(yùn)不便。其使用范圍非常廣，市場(chǎng)前景很好。本設(shè)計(jì)無(wú)論是從觀賞性、實(shí)用性和成本上考慮，都具備傳統(tǒng) LED 顯示屏無(wú)法比擬的優(yōu)越性。 LED 顯示屏研究現(xiàn)狀總結(jié) 隨著 LED 高性能材料的發(fā)展， LED 顯示屏也必將得到發(fā)展，從而旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏也將隨之發(fā)展， 由于旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏制作起來(lái)，成本低廉，調(diào)試方便，并且擁有 360 度的可視范圍，觀賞完全無(wú)死角，給人們帶來(lái)一種 新的視覺(jué)體驗(yàn)。 缺點(diǎn)：加工還是較復(fù)雜，抗靜電要求高。 ④ 亞表貼方案：實(shí)際上是單燈方案的一種改進(jìn)，現(xiàn)在還在完善之中。 優(yōu)勢(shì)：色彩一致性，視角等重要顯示指標(biāo)是現(xiàn)有方案里最好的一種，特別是三合一表貼的混色效果非常好。實(shí)際像素分辨率做到 10000 點(diǎn)以上較難。 缺點(diǎn)：混色效果不佳，視角不大，水平方向左右觀看有色差。 ② 單燈方案：為解決點(diǎn)陣屏色彩問(wèn)題，借鑒戶(hù)外顯示屏技術(shù)的一種方案，同時(shí)將戶(hù)外的像素復(fù)用技術(shù)（又叫像素共享技術(shù) ，虛擬像素技術(shù)）移植到了室內(nèi)顯示屏。 優(yōu)勢(shì)：原材料成本最有優(yōu)勢(shì)，且生產(chǎn)加工工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定。隨著 LED高性能材料的發(fā)展 ， LED 顯示屏也必將得到發(fā)展，從而旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏也將隨之發(fā)展，并相信，旋轉(zhuǎn) LED 顯示屏將會(huì)給人們的生活帶來(lái)更多的便利，造福于人類(lèi)。 國(guó)外 LED顯示屏研究現(xiàn)狀 日本 Hibino 公司展示了新產(chǎn)品 STEALTH，這是一款能透視背景的穿透式 LED 顯示屏 ， 可呈現(xiàn)出一個(gè)綜合匯聚了影像、照明、舞臺(tái)道具、背景燈元素的立體影像空間。 LED 顯示屏 作為一種新型的顯示器件出現(xiàn)在 2021 年北京奧運(yùn)會(huì)的開(kāi)幕式、比賽場(chǎng)館、奧運(yùn)文化廣場(chǎng)以及奧林匹克公園等 LED 項(xiàng)目中，國(guó)內(nèi) LED 企業(yè)承接了主要的工程項(xiàng)目，提供了大量的 LED 產(chǎn)品 ,總體上展示了我國(guó) LED 行業(yè)的技術(shù)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。 2021 年北京舉行的奧運(yùn)盛會(huì)雖已順利閉幕，但所展現(xiàn)出的種種前所未有的規(guī)模已經(jīng)深深的烙在了全世界人的心中。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn) LED 顯示屏的市場(chǎng)占有率近100%，國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品基本沒(méi)有市場(chǎng)， LED 所占的 市場(chǎng)將會(huì)越來(lái)越大，影響也會(huì)越來(lái)越深遠(yuǎn)。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)可以經(jīng)常方便變換內(nèi)容、能夠攜帶方便、信息容量大、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)