基于MSP430的LED旋转显示设备设计与实现
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分压计算： ｖ ｐ ６ ． ０ ＝ Ｒ ｔ １ ／ （ Ｒ ｔ ｌ ＋ Ｒ ７ ） Ｘ Ｖ ｃ ｃ ＝ ０ ． ９ ７ ， － － ２ ． ６ Ｖ ｌ 耋 ４ 程 序流程设计 本设计一共有四个工作模式 （ 自检、 文字显示、 指针秒表 显示 、 图形显
囝１ Ｌ Ｅ Ｄ线 薄 系统 培 拇
科 学 发 展
刘 宸
摘
科学与财富
基 于 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０的 Ｌ Ｅ Ｄ旋转显示 设备设计与实现
（ 四川职业技术学院 ６ ２ ９ ０ ０ ０ ） 要： 本设计以Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９ 低 功耗单 片机 为核心器件 ， Ｌ Ｅ Ｄ 线 阵、 传感器 及信 号检测 处理等部分组成， 结合系统程序实现Ｌ Ｅ Ｄ图文显示 ， 并通 过红
豫
如果通过按键 实现功能的切换， 需要触碰转盘， 在转盘高速旋转的时候
这样做是很不安全 的。为 了弥补这一缺 陷本系统使用红外遥控 ， 如图３ 所
示， 通过红外遥控发射器发射出功能转换信号 ， 当红外遥控接收头接收到转 换信号时将该信 号送至单片机Ｐ １ ． ６ 端， 从而做 出相应的功能转换 。
外遥控器 实现功 能切换 。 系统尽 量采用Ｍｓ Ｐ ４ ３ Ｏ Ｆ １ ４ ９ 内部集 成的各个模块 电路来 驱动 的方案 ， 硬件 结构 简单， 节约Ｐ Ｃ Ｂ 空间， 可靠 性高， 成本 低。 经测试 ， 系 统 工作正常， 达到设计要求。 关键 词： 旋转Ｌ Ｅ Ｄ ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９红外遥控
序 中根据定时器 计算出周转时间。Ａ Ｄ转换 中断服务程序是将Ａ Ｄ转换 得 出的环境光 强送至Ｔ Ｂ 的Ｃ Ｃ Ｒ １ 控制Ｐ ｗＭ， 实现 自动调节亮度 。
藩
图２ Ｌ Ｅ Ｄ 线 阵控 制 系统
３ 硬件 电路 设计 与分析 ３ ． １ 控制器． 单片机
本设计采用的控制核心是ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ Ｉ ４ ９ 单片机 ， 具有基本 时钟系统、 Ｔ ｉ ｍｅ ｒ Ａ３ （ 带３ 个比较／ 捕获 寄存器和Ｐ ＷＭ输 出的ｌ ６ 位 定时器） 、 Ｔ ｉ ｍｅ ｒ Ｂ ７ 、 精确 的模拟 比较器、 看门狗 ； ６ ＋１ ／ Ｏ 端 口、 Ｕ Ｓ Ａ Ｒ Ｔ Ｏ 、 Ｕ Ｓ Ａ Ｒ Ｔ １ 、 １ ２ 位 转换 器和６ ０ Ｋ Ｂ 的Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 存储容量 等。 ３ ． ２ 线阵Ｌ Ｅ Ｄ 图形和文字显示分析 利用人眼视觉暂留的生理特性 ， 通过ｕ｝ Ｉ ） 在旋转运动过程 中经过不 同
￡
Ｄ
红 穗 控 卜叫 一 … 按键 Ｈ
线
定时器Ａ１ 的功能相对较复杂 ， 其中Ｃ Ｃ Ｒ ２ 用于定时１ 秒， 提供指针式秒 表的时间基准 ： 每次Ｔ ＡＲ的溢 出时， 使Ａ ＤＣｌ ２ 转换一次； ＣＣ Ｒ１ 要根据 当前系 统的工作模式来定不同时间， 以及实现当前模式 的显示控制， 如： 自检时要 每隔１ 秒让Ｌ Ｅ Ｄ 逐个 点亮 ； 显示图文时要根据转速提供每 列点 阵的显示时 间， 在第Ｎ 等份 的位置输出第Ｎ 列对应 的点阵数据， 以确保 图文显示稳定不 漂移。而霍尔元件 的检测信号送至单 片机的外部中断引脚 ， 在外部中断程
图３ 红外遥控 电路 图４光强检测 电路 ３ ． ３ 环境光强检测及亮度调节 电路 光敏 电阻阻值 （ 约 为５ ｋ ￣ １ ０ ０ ｋ ） 随着环境亮度 的变化而在一定范围内发 生改变 ， 经固定电阻分压后输至单片机Ｐ ６ ． ０ 端 口的模拟电压 也随之变化， 经 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９ 内部Ａ Ｄ 转换 ， 通过Ｐ ＷＭ调整Ｐ ４ ． １ 端 口的输 出占空 比， 从而调 整 了三极管８ ５ ５ ０ 的导通率 ， 控制线阵Ｌ Ｅ Ｄ 的亮度 。
环境光 线采样
示） ， 开机时对系统进行 自 检， 进入低功耗模式 。通过按键 或者红外遥控来 切换模式 。 定时器Ａ ０ 用于测量红外遥控信号高低 电平的时间， 以形成对应按键的 数据， 再与 已存按键编码比对 ， 得到按键号， 从而切换系统工作模式 ， 如 图５ 所示。
Ｌ
箸尔元『 牛卜 － ． Ｉ 单片祝
１ 引 言
的时间， 从而控制线阵Ｌ Ｅ Ｄ 按这个周期来显示 。
３ ＿ ３功能切换 电路
旋转Ｌ Ｅ Ｄ 显示是根据人眼视觉暂留效应，通过线 阵排列 的Ｌ Ｅ Ｄ 旋转运 动， 由单片机控制Ｌ Ｅ Ｄ 旋转到不同位 置时对应显示不同的数据， 实现在 二维 平面上显示动 、 静态 图像 。相 比于传统 的Ｌ Ｅ Ｄ 显示设备 ， 具备两 点优势 ： 首 先， 传 统Ｌ Ｅ Ｄ 显示器 由矩阵式排列 的Ｌ Ｅ Ｄ 点阵构成， 需要元件数量 多， 连接 复 杂， 硬件成本 高， 而线阵Ｌ Ｅ Ｄ 显示设各只 需要一 列Ｌ Ｅ Ｄ ， 结构 简单 ， 成本 低； 再者 ， 通过旋转线 阵Ｌ Ｅ Ｄ ， 显示形式较新颖， 吸引眼球 ， 适合在广 告宣传 中使用 。 ２ 系统总体思路与结构 图２ Ｌ Ｅ Ｄ 线阵控制系统 系统结构分为两大模块 ， 即Ｌ Ｅ Ｄ 线阵与电机驱动及其控制 。 Ｌ Ｅ Ｄ 线阵 电 路设计 时主要考虑低电压 、 微功耗电路及器件构成， 为可靠实现显示时人眼 看到的图形稳定清晰，通过减小硬件系统重量与平衡配重来保证Ｌ Ｅ Ｄ 线阵 在旋转 时处于一个平面上， 系统结构示意图如 图１ 。 电机及其控制 电路主要 由２ ２ ０ Ｖ 交流电源 经整流 、 滤波 、 稳压组成 ， 得到 电机转动所需 的工作 电压。Ｌ Ｅ Ｄ 线阵控制系统电路结构 如图２ 所示 ， 其工作 原理是单片机最 小系统通过外部信号检测端如霍尔传感器、 按键 、 红外接收 头及环 境光线采样进 行信号检测 处理后去控制线 阵Ｌ Ｅ Ｄ 显示 以及 电机转 动 。实现Ｌ Ｅ Ｄ 线阵图文显示 。
囝１ Ｌ Ｅ Ｄ线 薄 系统 培 拇
科 学 发 展
刘 宸
摘
科学与财富
基 于 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０的 Ｌ Ｅ Ｄ旋转显示 设备设计与实现
（ 四川职业技术学院 ６ ２ ９ ０ ０ ０ ） 要： 本设计以Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９ 低 功耗单 片机 为核心器件 ， Ｌ Ｅ Ｄ 线 阵、 传感器 及信 号检测 处理等部分组成， 结合系统程序实现Ｌ Ｅ Ｄ图文显示 ， 并通 过红
豫
如果通过按键 实现功能的切换， 需要触碰转盘， 在转盘高速旋转的时候
这样做是很不安全 的。为 了弥补这一缺 陷本系统使用红外遥控 ， 如图３ 所
示， 通过红外遥控发射器发射出功能转换信号 ， 当红外遥控接收头接收到转 换信号时将该信 号送至单片机Ｐ １ ． ６ 端， 从而做 出相应的功能转换 。
外遥控器 实现功 能切换 。 系统尽 量采用Ｍｓ Ｐ ４ ３ Ｏ Ｆ １ ４ ９ 内部集 成的各个模块 电路来 驱动 的方案 ， 硬件 结构 简单， 节约Ｐ Ｃ Ｂ 空间， 可靠 性高， 成本 低。 经测试 ， 系 统 工作正常， 达到设计要求。 关键 词： 旋转Ｌ Ｅ Ｄ ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９红外遥控
序 中根据定时器 计算出周转时间。Ａ Ｄ转换 中断服务程序是将Ａ Ｄ转换 得 出的环境光 强送至Ｔ Ｂ 的Ｃ Ｃ Ｒ １ 控制Ｐ ｗＭ， 实现 自动调节亮度 。
藩
图２ Ｌ Ｅ Ｄ 线 阵控 制 系统
３ 硬件 电路 设计 与分析 ３ ． １ 控制器． 单片机
本设计采用的控制核心是ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ Ｉ ４ ９ 单片机 ， 具有基本 时钟系统、 Ｔ ｉ ｍｅ ｒ Ａ３ （ 带３ 个比较／ 捕获 寄存器和Ｐ ＷＭ输 出的ｌ ６ 位 定时器） 、 Ｔ ｉ ｍｅ ｒ Ｂ ７ 、 精确 的模拟 比较器、 看门狗 ； ６ ＋１ ／ Ｏ 端 口、 Ｕ Ｓ Ａ Ｒ Ｔ Ｏ 、 Ｕ Ｓ Ａ Ｒ Ｔ １ 、 １ ２ 位 转换 器和６ ０ Ｋ Ｂ 的Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 存储容量 等。 ３ ． ２ 线阵Ｌ Ｅ Ｄ 图形和文字显示分析 利用人眼视觉暂留的生理特性 ， 通过ｕ｝ Ｉ ） 在旋转运动过程 中经过不 同
￡
Ｄ
红 穗 控 卜叫 一 … 按键 Ｈ
线
定时器Ａ１ 的功能相对较复杂 ， 其中Ｃ Ｃ Ｒ ２ 用于定时１ 秒， 提供指针式秒 表的时间基准 ： 每次Ｔ ＡＲ的溢 出时， 使Ａ ＤＣｌ ２ 转换一次； ＣＣ Ｒ１ 要根据 当前系 统的工作模式来定不同时间， 以及实现当前模式 的显示控制， 如： 自检时要 每隔１ 秒让Ｌ Ｅ Ｄ 逐个 点亮 ； 显示图文时要根据转速提供每 列点 阵的显示时 间， 在第Ｎ 等份 的位置输出第Ｎ 列对应 的点阵数据， 以确保 图文显示稳定不 漂移。而霍尔元件 的检测信号送至单 片机的外部中断引脚 ， 在外部中断程
图３ 红外遥控 电路 图４光强检测 电路 ３ ． ３ 环境光强检测及亮度调节 电路 光敏 电阻阻值 （ 约 为５ ｋ ￣ １ ０ ０ ｋ ） 随着环境亮度 的变化而在一定范围内发 生改变 ， 经固定电阻分压后输至单片机Ｐ ６ ． ０ 端 口的模拟电压 也随之变化， 经 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９ 内部Ａ Ｄ 转换 ， 通过Ｐ ＷＭ调整Ｐ ４ ． １ 端 口的输 出占空 比， 从而调 整 了三极管８ ５ ５ ０ 的导通率 ， 控制线阵Ｌ Ｅ Ｄ 的亮度 。
环境光 线采样
示） ， 开机时对系统进行 自 检， 进入低功耗模式 。通过按键 或者红外遥控来 切换模式 。 定时器Ａ ０ 用于测量红外遥控信号高低 电平的时间， 以形成对应按键的 数据， 再与 已存按键编码比对 ， 得到按键号， 从而切换系统工作模式 ， 如 图５ 所示。
Ｌ
箸尔元『 牛卜 － ． Ｉ 单片祝
１ 引 言
的时间， 从而控制线阵Ｌ Ｅ Ｄ 按这个周期来显示 。
３ ＿ ３功能切换 电路
旋转Ｌ Ｅ Ｄ 显示是根据人眼视觉暂留效应，通过线 阵排列 的Ｌ Ｅ Ｄ 旋转运 动， 由单片机控制Ｌ Ｅ Ｄ 旋转到不同位 置时对应显示不同的数据， 实现在 二维 平面上显示动 、 静态 图像 。相 比于传统 的Ｌ Ｅ Ｄ 显示设备 ， 具备两 点优势 ： 首 先， 传 统Ｌ Ｅ Ｄ 显示器 由矩阵式排列 的Ｌ Ｅ Ｄ 点阵构成， 需要元件数量 多， 连接 复 杂， 硬件成本 高， 而线阵Ｌ Ｅ Ｄ 显示设各只 需要一 列Ｌ Ｅ Ｄ ， 结构 简单 ， 成本 低； 再者 ， 通过旋转线 阵Ｌ Ｅ Ｄ ， 显示形式较新颖， 吸引眼球 ， 适合在广 告宣传 中使用 。 ２ 系统总体思路与结构 图２ Ｌ Ｅ Ｄ 线阵控制系统 系统结构分为两大模块 ， 即Ｌ Ｅ Ｄ 线阵与电机驱动及其控制 。 Ｌ Ｅ Ｄ 线阵 电 路设计 时主要考虑低电压 、 微功耗电路及器件构成， 为可靠实现显示时人眼 看到的图形稳定清晰，通过减小硬件系统重量与平衡配重来保证Ｌ Ｅ Ｄ 线阵 在旋转 时处于一个平面上， 系统结构示意图如 图１ 。 电机及其控制 电路主要 由２ ２ ０ Ｖ 交流电源 经整流 、 滤波 、 稳压组成 ， 得到 电机转动所需 的工作 电压。Ｌ Ｅ Ｄ 线阵控制系统电路结构 如图２ 所示 ， 其工作 原理是单片机最 小系统通过外部信号检测端如霍尔传感器、 按键 、 红外接收 头及环 境光线采样进 行信号检测 处理后去控制线 阵Ｌ Ｅ Ｄ 显示 以及 电机转 动 。实现Ｌ Ｅ Ｄ 线阵图文显示 。