【正文】 一列顯示器件要由電機(jī)轉(zhuǎn)動來更換位置實(shí)現(xiàn)完成全部圖像的顯示。顯示部分包括兩列LED顯示排列（每列十六組LED發(fā)光二極管即每列占用兩組I/O口），驅(qū)動電路。在這種LED顯示屏中，采用的是逐行下移掃描點(diǎn)亮器件的方式，整個顯示屏不論有沒有點(diǎn)亮的LED，每一行都必須要有足夠多的LED顯示器件，這就增加了顯示屏的制作成本。傳統(tǒng)的 LED點(diǎn)陣顯示屏逐行掃描循環(huán)點(diǎn)亮，當(dāng)刷新速率足夠大時，看到的即是一整幅穩(wěn)定的畫面。由于課題任務(wù)要求是基于51單片機(jī)的開發(fā)方式，單片機(jī)內(nèi)已經(jīng)集成UART，在此選擇串行通信方式。并行通信，數(shù)據(jù)的各個位可以字或字節(jié)為單位并行同時進(jìn)行傳送。通用異步接收/發(fā)送器，簡稱UART（Universal Asynchromous Receeiver/Trabsnitter），是一種硬件電路。這種轉(zhuǎn)換可以用軟硬件來實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)計算機(jī)接受數(shù)據(jù)時，必須將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。串行通信數(shù)據(jù)是一位一位順序傳送，只用很少幾根通信線，串行傳送的速度低，但傳送的距離長，因此串行適用于長距離而速度要求不高的場合。 通信模塊通信部分的最重要的設(shè)計要求就是要滿足快速簡單、穩(wěn)定、易實(shí)現(xiàn)。它們的價格也高低不等，這樣極大地滿足了開發(fā)者的選擇自由。它有很強(qiáng)的接口性能，非常適合于工業(yè)控制,因此又叫微控制器(MCU)。這里用的電子設(shè)計方法是采用單片機(jī)。單片機(jī)通過通信模塊下載得到的控制指令和顯示內(nèi)容代碼，執(zhí)行顯示指令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示內(nèi)容和顯示方式[3]。硬件的設(shè)計這里采用模塊化設(shè)計，要同時兼滿足模塊本身功能和系統(tǒng)兼容。 第1章 方案論證與選擇由于旋轉(zhuǎn)LED顯示屏高速旋轉(zhuǎn)，所以對硬件的質(zhì)量要求非常的高。第3章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的開發(fā)平臺，系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的主要功能，軟件仿真程序設(shè)計及結(jié)果。第1章主要介紹系統(tǒng)總體設(shè)計方案及可行性論證。所以，通過該課題設(shè)計，學(xué)習(xí)和熟悉51單片機(jī)的的軟硬件開發(fā)工具的使用方法和實(shí)際問題的解決能力，激發(fā)創(chuàng)新意識，活躍思維能力，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。目前中國國內(nèi)龐大的需求應(yīng)用給LED下游廠商創(chuàng)造了巨大的發(fā)展機(jī)會，這為我國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇[1]。而現(xiàn)如今， LED產(chǎn)業(yè)從全球分工來看，中國臺灣已成為全球LED重要的生產(chǎn)基地，而美國、日本、歐盟在LED上游外延片、芯片生產(chǎn)上仍擁有巨大的技術(shù)優(yōu)勢。通過低壓直流電來驅(qū)動電機(jī)，使加載在直流電機(jī)上的設(shè)計電路達(dá)到勻速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的效果，通過C語言程序在高速旋轉(zhuǎn)中控制單片機(jī)相應(yīng)引腳電平高低，來實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管在旋轉(zhuǎn)中顯示文字字符的效果。靜止時，各個發(fā)光二極管等間距排布。在本文所設(shè)計的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏以STC89C51單片機(jī)為核心，最大限度的利用單片機(jī)的資源，實(shí)現(xiàn)顯示功能。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目　錄前　言 1第1章 方案論證與選擇 3 3 主控制部分 3 通信模塊 3 LED顯示屏方案 4 6 6 單片機(jī)編程語言 7 系統(tǒng)軟件編譯器選擇 7第2章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 9 硬件整體設(shè)計概述及功能分析 9 控制單元設(shè)計 10 C51芯片的選擇 10 STC89C51RC簡介 11 控制系統(tǒng)設(shè)計 14 模塊供電設(shè)計方案 15 高頻振蕩電路 15 穩(wěn)壓整流電路 16 驅(qū)動電路 17 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計 17第3章 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 19 系統(tǒng)程序方案 19 程序整體規(guī)劃 19 定時中斷控制流程 20 顯示子程序介紹 21 開發(fā)編譯環(huán)境Keil μVision4 介紹 21 字符代碼生成器 21 Proteus仿真 23 軟件介紹 23 電路仿真 24 借助仿真初步完善軟件程序 25第4章 電路焊接及調(diào)試 26 焊接 26 調(diào)試 26 加電初步檢測 26 載入程序驗(yàn)證 27 程序完善 28 顯示多樣化 28 程序編寫設(shè)計 28 硬件優(yōu)化 28 轉(zhuǎn)速改善 28 線圈耦合 29 次級線圈電壓電流 29結(jié)　論 30謝 辭 31參考文獻(xiàn) 32附　錄 33外文資料翻譯 42前　言該設(shè)計課題使我們能夠掌握LED顯示屏的基本顯示原理和設(shè)計方法，對LED顯示屏這個行業(yè)能有較為深刻的了解和認(rèn)識。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。次級線圈耦合得到的是交流電，還需通過整流二極管整流成直流電，供旋轉(zhuǎn)模塊使用。因裝在電機(jī)上的控制電路始終在高速旋轉(zhuǎn)，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。當(dāng)顯示模塊隨著旋轉(zhuǎn)體速度的加快并最終穩(wěn)定下來后，在程序精確的控制下，由于視覺暫留效應(yīng)，人眼就能夠看到顯現(xiàn)出預(yù)設(shè)的文字，字符等。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于51單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)LED點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計與實(shí)現(xiàn)摘 要本設(shè)計是一個旋轉(zhuǎn)式LED顯示屏，它利用了視覺暫留原理，以51單片機(jī)為核心控制器件。LED模塊安裝在穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)地載體上，靜止時，各列發(fā)光二極管等間距排列。紅外收發(fā)二極管的作用是，當(dāng)接收二極管隨旋轉(zhuǎn)顯示屏轉(zhuǎn)到發(fā)射二極管，兩者對接時完成信號收發(fā)，引起單片機(jī)外部中斷，單片機(jī)控制程序初始化。這里采用通過高頻線圈耦合（等同于變壓器初次線圈耦合）供電。關(guān)鍵詞：視覺暫留，直流電機(jī)，無線耦合輸電，紅外觸發(fā) THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF ROTATION LED DOT MATRIX DISPLAY SCREEN BASED ON 51 MCUABSTRACTThe design is a rotating LED screen based on the C51 MCU controlling and the visual persistence principle. Installing 16 LED (lightemitting device) on a rotating steadily device, each row of lightemitting devices spacing are lined up, along with the rotation speed and finally stabilized in the control of the microcontroller program, accurate, continuous rotation shows the text, characters , etc ,which is designed in advance.The function of a infrared diode is that when the receiving diode with the display screen rotating to the emitting diode, the process of signal’s receiving and transmitting is pleted. There will be a interrupt leading to SCM controllable display program being restored to its original state. Though the main controlling circuit on the motor is rotating at a high speed, it’s not convenient with the brush contact to supply power to control system and display module. It can be done by highfrequency coil coupling (just like the transformer primary coil coupling) to supply power. Though the current got by secondary coupling coil is alternating current, it need to be rectifier to be DC by a rectifier diode, used by rotary module.KEY WORDS: persistence of vision, DC motor, wireless transmission, infrared trigger7畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)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(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。并且對大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了實(shí)踐，使我們對所學(xué)過的理論知識有了新的認(rèn)識。利用視覺暫留效應(yīng)，設(shè)計一種旋轉(zhuǎn)式LED顯示屏在穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的載體上安裝多個發(fā)光二極管。當(dāng)紅外二極管收發(fā)器旋轉(zhuǎn)到相對應(yīng)位置，接收二極管電平變化，初始化顯示。其目前社會生活中應(yīng)用領(lǐng)域主要在證券交易、銀行等金融營業(yè)點(diǎn)信息顯示，工業(yè)、道路交通安全信息顯示和導(dǎo)引標(biāo)志、舞臺場景燈光的營造，機(jī)場航班、港口、車站旅客引動態(tài)信息顯示、體育賽事場館信息顯示、指揮調(diào)度中心信息顯示，餐飲業(yè)、商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示、廣告媒體宣傳產(chǎn)品、大型戶外LED屏展覽、租賃、集會等各種場合。全球已形成了以日、美、德為龍頭產(chǎn)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(jìn)的態(tài)勢。未來LED產(chǎn)業(yè)會向著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化的方向發(fā)展[2]。其中所需要學(xué)習(xí)和研究的主要內(nèi)容如下：(1)以單片機(jī)為控制核心的控制應(yīng)用，以及外圍軟硬件擴(kuò)展兼容要求；(2)紅外收發(fā)器模塊的觸發(fā)工作原理；(3)無線供電模塊原理，旋轉(zhuǎn)模塊的控制；(4)人眼視覺停留的參數(shù)；(5)各模塊電路功能結(jié)果的仿真；本文分為四章，詳細(xì)說明了LED旋轉(zhuǎn)屏的原理、設(shè)計方法、以及設(shè)計流程。第2章對系統(tǒng)硬件設(shè)計方案作了論證，介紹了對主控芯片和各塊電路基本設(shè)計思路。第4章對硬件焊接檢查，程序下載實(shí)物演示，硬件和軟件程序調(diào)試中遇到的問題作了說明，并對各功能進(jìn)行了測試和分析。為方便檢修和維護(hù)，在硬件電路設(shè)計時通常采用模塊化的設(shè)計方法。如圖11所示，根據(jù)設(shè)計要求的功能特點(diǎn)確定系統(tǒng)總體要由通信系統(tǒng)，控制部分，顯示部分三部分組成。控制部分通信部分顯示部分圖11 系統(tǒng)硬件組成框圖 主控制部分控制部分是整個系統(tǒng)的核心部分，其功能為發(fā)送數(shù)據(jù)和控制指令處理后控制顯示部分顯示內(nèi)容。單片機(jī)總體概括性的說是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型計算機(jī)。單片機(jī)品種齊全,型號多樣 CPU 從8，16，32到64位，多數(shù)采用精簡指令集(RISC)技術(shù)，有非常豐富片上I/O；有的單片機(jī)還集成有A/ D，What dog，顯示驅(qū)動，函數(shù)發(fā)生器，鍵盤控制等。這在便攜式產(chǎn)品中大有用武之地[4]。PC機(jī)數(shù)據(jù)傳輸一般采用的方式是串行通信和并行通信。在串行發(fā)送時，數(shù)據(jù)是一位一位按順序進(jìn)行的，而計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的傳遞和處理是并行的。反之，又必須將計算機(jī)中并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出。但由軟件實(shí)現(xiàn)會增加CPU負(fù)擔(dān)，會降低其利用率，故目前常采用硬件實(shí)現(xiàn)。在單片機(jī)芯片中，UART已經(jīng)集成在其中，作為其組成部分，構(gòu)成一個串行口[5]。并行通信最大特點(diǎn)是速度快，但其需要的通信線多、各位收發(fā)同步協(xié)調(diào)要求高，成本高，故適合遠(yuǎn)距離通信。 LED顯示屏方案由于人眼具有視覺暫留的特性，當(dāng)以一定速率刷新平面畫面時，我們就可以看到連續(xù)的圖像，陰極管顯示屏采用的就是逐點(diǎn)掃射方式，每秒鐘至少要刷新畫面25 幀的情況下,在人眼中才是一幅流暢的圖像了。它的原理示意如圖12 所示，其中 (f)為人眼看到的由(a) (b) (c) (d) (e) 不同時間的顯示狀況拼接組成的的完整畫面“3”。圖12 傳統(tǒng)LED顯示原理旋轉(zhuǎn)顯示掃描，同樣也是是利用人眼視覺暫留原理來實(shí)現(xiàn)顯示效果的。該LED顯示屏是由一個一個的發(fā)光二極管縱向排列構(gòu)成的，要顯示字符就要使其旋轉(zhuǎn)起來，并使