基于POV的旋转LED显示研究与实现
基于POV技术的旋转LED显示器设计
基于POV技术的旋转LED显示器设计作者：王文涛李行革吴立丹郭峰来源：《中国科技博览》2013年第15期摘要本设计以“动”为“静”，一举打破传统的全静态显示“格局”，而且可以提供360度的观看角度，这是传统的静态平板LED显示屏所不能及的。
本设计采用无刷电机、无线电能传输和无线控制的“三无”设计理念，基本达到了“零”噪音污染、LED成像稳定和控制自由度大的特点，该设计非常适合现代人的生活观念，进而有非常大市场潜力。
关键词 360度 LED 成像稳定“零”噪音无线电能传输中图分类号：F626.31 总体设计方案2 方案论证及实现方法系统分为六个部分：高速无刷电机，无线电能传输模块，霍尔传感器定位模块，蓝牙串口无线控制模块，上位机软件控制模块，LED终端显示模块。
2.1 高速无刷电机本设计采用了高速无刷电机作为旋转体，其主要目的是为了降低噪音及提高LED终端显示器成像的稳定性。
2.2 无线电能传输模块传统的供电方式有电刷和电池等，前者产生的噪音污染让人难以忍受，后者会造成更换电池困难、旋转体笨重和浪费资源的不良影响。
无线电能传输模块完全解决了上述问题，并且和无刷电机完美配合，达到了整体设计“零”噪音的要求。
2.3 霍尔传感器定位模块为了精确控制图像的起始位置及成像的稳定性，本设计采用了霍尔传感器定位模块。
当单排LED转到磁铁正上方时，会出现一个低电平脉冲，单片机接收中断，完成定位。
2.4 蓝牙串口无线控制模块蓝牙串口具有接线简单、使用灵活、编程容易、对外界环境要求低，等优点。
且该无线模块完全能胜任单片机和PC机通信的任务，所以本设计选择程序编写容易，资源占用少的蓝牙串口。
2.5 PC机软件控制模块此模块是由C++编写的串口应用程序，其重要功能是完成文字到点阵的转换、N*16点阵图片的解析及发送点阵数据。
其软件解析文字点阵的功能减少了终端显示器对字库芯片的依赖，节约的开发成本。
2.6 LED终端显示模块3 测试3.1 测试指标1.直接在程序中下载图文点阵数据，测试显示模块对正确性。
pov led led 旋转屏原理
pov led led 旋转屏原理如果你在网上用google搜索“POV led”一词，你会找到世界各地的各种LED 旋转屏的制作介绍。
那些摇晃出的空中图案，漂浮在车轮上的动画，以及形态各异的时钟，一定给你留下深刻印象。
看到这些千奇百怪、创意无限的电子作品，除了羡慕、敬佩、感叹外，你是否想过自己亲自动手也做一个，做一个属于你自己的LED旋转屏呢,其实，无论你看到的LED旋转屏如何神奇，如何复杂，其原理都一样，也很简单，说白了就是一个晃动的流水灯。
在51单片机最简系统的其中的一个端口P0接上8个LED，就是一个典型的流水灯实验电路。
由于没有几个元件，说干就干，把所有元件焊在万能板上，不需花费多长时间，就可完成整个制作。
下面是随便找一个流水灯的C51程序#includevoid main(void){unsigned int i,ch;ch=0x01;while(1){for(i=500;i>0;i--);if(ch==0x00) ch="0x01"; else ch="ch"<<1;P0=~ch;}}将这程序编译下载到系统的单片机上，待LED灯光开始正常开跑后，我们拿着它在手上来回晃动，你发现这光已经不是一条竖直线了，它已经变成了一条条斜线。
你可以适当修改程序中的延时，让这一连串的斜线更漂亮些(宽和高基本一致)，怎么样，我们的最简LED旋转屏就这样做成了。
高兴之余，发现这与我们的目标好象还有点遥远，我们并不需要这些斜线，怎样才能做出网上的那些大虾那样显示的各种各样的文字图案呢,接下来，我们还得想其它办法，换一下思路，将需要的图案数据一串存在数组中，运行时又将数据一串串读出来，驱动LED，这样就能看到我们想看到的图案了。
这是用此思路编的流水灯C51程序#includecode unsigned char led[]={0x01,0x02, 0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; void main(void){unsigned int i,j;while(1){for(j=0;j<8;j++){P0=~led[j];for(i=3000;i>0;i--);}}}运行看一下, 结果与我们的第一个程序效果是一样的，但这个程序的优势在于我们可以按我们的要求，改变数组中的数据来驱动端口上的LED，达到我们预期的显示效果。
基于POV的旋转LED动态图像显示屏
基于POV的旋转LED动态图像显示屏周围【摘要】针对传统LED点阵显示屏价格高、器件数目多及不易维护等问题,提出基于视觉暂留特性、以动态扫描方式完成旋转动态显示屏的设计方法.设计以STC12C5A32S2单片机为主控制模块,DS1302时钟芯片作为时间的设置与采集模块,DS18B20作为温度的采集模块,通过上位机进行图片和文字的转换和编辑,以单排高精度发光二极管的旋转实现了动态图像显示的功能.显示屏可实现动态文字、图像、实时时钟及实时温度的显示.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2014(036)006【总页数】5页(P546-550)【关键词】视觉暂留(POV);旋转LED;显示屏【作者】周围【作者单位】东北石油大学电子科学学院,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TP2.23POV（persistence of vision）的中文意思是视觉暂留，具体是指视觉暂留这一现象。
基于POV的显示是通过一定频率的刷新来实现图像的变化，一旦频率足够大，在视觉中产生视觉暂留现象，人的肉眼就看不到刷新的动作，而是在上一帧画面的残留视觉影像还没消失的情况下看到了新一帧的画面，从而产生了视觉错觉，形成了连续性的画面［1］。
传统的LED屏使用的是LED点阵屏，需要使用LED铺满整个显示屏，因此屏幕越大LED的数量就越大，这使得LED屏价格高昂、安装及操作极其麻烦，同时也由于使用器件数目多而不易维护。
而基于POV的旋转显示器只需要使用单排LED灯（即能填满圆形屏幕的半径长度的单排LED灯），由于LED灯使用数量少，从根本上避免了传统LED显示屏的种种不足。
因此，设计一个可以平面旋转的LED显示屏，具有十分重大的意义。
设计一种基于POV的动态汉字和图像的显示屏，需考虑到电路元件的易购性，因此未使用8×8的点阵发光管模块，而是直接使用了33个高亮度发光二极管［2］，利用POV技术，使得一排发光二极管旋转起来实现动态显示屏的效果，设计的原理框图如图1所示。
POV旋转LED显示器的设计
POV旋转LED显示器的设计1. 简介持续演进的技术使得人们对于可视化媒体的需求不断增加。
在这个数字时代，人们对于高质量的视觉体验有了更高的期望，因此智能设备在逐渐迭代中也在朝着更好的显示效果发展。
POV（Persistence of Vision）旋转LED显示器就是其中的一种创新应用。
本文将介绍POV 旋转LED显示器的设计原理、实现方法以及应用场景。
2. 设计原理POV旋转LED显示器的设计原理基于人眼视觉暂留效应。
当人眼接收到快速切换的图像序列时，会产生心理暂留的效应，误以为这一系列图像是连续的。
POV旋转LED显示器利用LED点阵快速闪烁，通过旋转的方式来形成连续的图像效果。
3.1 电机控制POV旋转LED显示器需要一个电机来实现旋转的效果。
选择合适的电机需要考虑到旋转速度、动力和重量等因素。
通常，步进电机是一种比较常用的选择，由于其精确度高、控制简单等优点。
3.2 LED点阵LED点阵是POV旋转LED显示器的核心组件，用于形成图像。
选择合适的LED点阵需要考虑到分辨率、亮度和色彩等因素。
常见的LED点阵有单色、双色和全彩三种类型。
根据应用场景的需求选择适合的LED点阵。
3.3 控制电路控制电路主要包括微控制器和电源部分。
微控制器用于控制LED点阵的亮灭和切换，电源提供电能给整个POV旋转LED显示器系统。
4.1 图像处理图像处理是POV旋转LED显示器实现的关键步骤。
首先，需要将目标图像分割成合适大小的图像帧，并将其转换成对应的LED点阵矩阵。
然后，通过控制电路将LED点阵矩阵按照旋转速度控制进行快速切换，并实现连续的图像效果。
4.2 控制算法控制算法主要负责控制旋转的速度和方向，以及LED点阵的亮灭和切换频率。
根据不同的图像和效果需求，可以使用不同的控制算法，如PID控制、模糊控制等。
4.3 用户界面用户界面是POV旋转LED显示器的交互部分，通常通过按钮或者手机APP来实现与用户的交互。
POV旋转LED制作经历
POV旋转LED制作经历作者：小卒POV旋转LED屏原理也非常简单，就好像是普通的流水灯，然后让流水灯再旋转起来，利用人眼的视觉暂留时间就可以在大脑中形成完整的文字。
亲手制作的旋转LED，废话不多说，先上几张成品效果图，由于属于业余爱好，个人经费预算有限，多种物料都取之废品之上，纯属业余，如文中有理解不正确之处还请多多指正。
为了这张图片，断断续续累积把我近3个月的业余时间都用掉了，虽然不是什么高科技玩意儿，网上也有很多教程，不过自己亲手做出来也不是件那么容易的事，经历了许多困难，下面一一道来，以便后续有爱好者制作时参考，少走些弯路。
之前用51单片机作过一个摇摇棒，效果一般，因为每个人摇动的速度及幅度都不一样，导致在不同的人手里显示效果有差异，后来想升级改进一下程序，无意间想起之前在LED广告展览会上看到过一个球形的旋转LED广告牌，可以当作地球仪也可以显示字和图片等，所以自己也想搞一个旋转LED显示来玩玩儿，也因此把那个摇摇棒升级的事抛一边不管了。
画原理图：首先就是画原理图，如下图所示，原理图比较简单，主控制部分我用现成的STM32迷你开发板替代的（主要是没钱打样PCB板啊），下面对其他部分电路大概简述一下：此系统供电压为5V，电流1.5A以上的电源RTC电池供电：此部分是电池为RTC实时时钟供电，用于掉电后保存数据（暂没安装电池）Boot启动选择：选择STM32以哪种方式启动，具体启动方式可参考ST官网规格书SWD：此为J-Link仿真调试接口，SWD模式只需前4 pin针即可USART：USB转TTL串口通讯接口红外接收和红外发射：我使用的是一个红外对射管（包含一个发射和一个接收）无线供电发射与接收：此部分我是在淘宝上买的现成的模块，原因后续再讲无线供电时钟源：产生方波，给无线供电电路提供脉冲源LED显示部分：原理图画的32颗LED灯（PA和PB每个口16个LED），因为平衡问题旋转时抖动太大，故实际我只用了PB口的16个LED灯，即16点阵，来减小抖动量，有兴趣的可以试一下32点阵选物料，搭电路：PCB画板打样费用较贵，故用现有的STM32迷你开发板替代主控部分，其他电路手动搭建，紧接着就是选物料，电子物料选的基本都是常用物料，电机是从被宝宝报废掉的玩具上拆的；初步调试：写程序，先在开发板上进行主程序的调试，在没有旋转的情况下进行刷屏显示（即流水灯），看点阵显示是否正常，经过两周业余时间的调试，主程序在没有旋转中断的情况下没什么问题了安装电机：因为电机需要固定在一个支架上，手头又没有合适支架，后来实然想到用红牛罐，于是去超市买罐红牛，喝完后把上盖打磨去掉，然后再在底部打上安装孔，将电机固定在红牛罐上，由于是金属罐感觉还算结实，以方便后续组装连调用如下两图为固定电机用的红牛罐下图为PCB托板固定于电机轴上无线供电：无线供电部分，我认为是本制作第一个遇到的难点，最初我是按如上原理图进行焊接调试的，显波器单独测试方波发生电路没问题，可以调节电容的大小产生不同频率的方波，由于测试不方便，后续测试我用信号发生器替代，线圈是我从变压器里拆的漆包线自己绕的（下面有图），线圈越扁平效果越好，开始用8050三极管驱动线圈发射电磁场，接收端接LED没问题，可以正常供电，但供电电流太小（个人理解在一定范围内电磁场变化越快，传输效率应该越高），经测试用20KHz左右的方波驱动时供电电流最大，短路电流也只有80mA左右，无法满足设备运行所需的功率；后来又用大功率MOS管替代8050三极管，一下把LED都给烧了，感觉挺强劲的，测量其短路电流能达到220mA以上，实际组装后发现开发板有时能工作，有时不能工作，发射线圈电流也挺大的但LED 亮度却十分微弱，再拆下来单独测试线圈，对比发现有两个问题1.传输距离达不到要求，在收发线圈紧挨着时最流最大，稍微离开点（约3-4mm左右）电流就迅速减小2.涡流效应，因为红牛罐是金属的，PCB托板为多层板，内层也存在大面积铺铜，在变化的磁场中会产生涡流，吸收磁场产生热量（类似于电磁炉）随后把红牛罐换成了一塑料的，PCB托板也找了一个双层板且无铺铜板子替代，把铜走线全部拆掉后测试，效果有所改善，网上查得提高频率可增加传输距离，但实际验证是提高频率后功率却减小了，距离也没感觉到有啥改善，也许是因为集肤效应的缘故吧，因为是自己绕的线圈，用的是单股的粗线，待频率提高后由于集肤效应电流只在导线的表面走，因为是单股线表面积有限，导致功率变小，手里没有多股细漆包线，无法进一步验证，无奈选择淘宝购买一个线圈，无意间发现有成套的无线供电模块，于是买了一套，用于替代原理图上的无线供电收发电路那部分，有了此模块可省去不少时间，无线供电部分到此为止算是淘宝帮我解决了。
旋转POV显示屏——创客电子制作入门制作方案及趣味软硬件DIY项目
旋转POV显示屏——创客电子制作入门制作方案及趣味软硬件DIY项目POV即英文“Persistence of Vision”一词的缩写，翻译成中文的意思就是“视觉暂留”。
当人的眼睛在观察物体时，物体反射的光线映像会在人的视网膜上保留很短暂的一段时间。
在这短暂的时间段里，前面的视觉形象还没有完全消退，新的视觉形象又继续产生时，就是利用人眼的视觉暂留在高速转动的物体上呈现出静态或者动态图像。
对“POV”现象的认识和利用，可以追溯到200多年前，留影盘的发明就是利用了此原理。
时光飞逝，在科学技术飞速发展的今天，本文将利用现代工程设计的理念和方法，与广大电子爱好者分享趣味POV电子显示屏的设计与制作。
1.1 设计思路首先是立意，你想做一个什么外形的POV，在你没有一个大体轮廓的构思前，最好别急于动手。
你考虑得越充分，就会发现最后需要修改的地方越少，反之会让你很痛苦，甚至打击信心。
于是虚拟设计技术的应用可以很好地解决设计初期的探索问题，通过计算机三维虚拟设计，对所用到的零件进行1:1精确建模，在计算机中进行组装模拟和调试，不断修正设计中存在的缺陷，最终完成作品的设计。
另外在设计这款旋转POV之前我先做了摇臂式的POV，已经查阅过很多的资料，有过这方面的经验。
之所以设计旋转式的POV，是因为摇臂式的刷新速度比较慢，稍稍滞后于人眼的分辨率，这也是摇臂式POV的机械属性所造成的。
我们在看的时候，会有稍许晃眼的感觉，而旋转式的就可以很好地解决这个问题。
转速越高图像越清晰，转动机构相对来说比摇摆机制作起来要更方便，适合更多的爱好者仿制，于是就诞生了这件旋转POV作品。
1.2 功能概述旋转POV显示屏主要由电机转速控制板、旋转供电板、系统主控板、LED灯板以及红外通信控制板等部分组成，系统框图如图16.1所示，各模块的作用见表1.1。
图1.1 系统框图表1.1 系统各模块作用1.3 供电方式旋转POV的供电方式是设计成败的关键之一，让我们先来看一下有哪些常规的供电方式。
旋转led显示屏原理
旋转led显示屏原理旋转LED显示屏原理。
LED显示屏是一种广泛应用于室内和室外的信息展示设备，其高亮度、低功耗和长寿命等特点使其成为了现代信息传播的重要工具。
而旋转LED显示屏则是LED显示屏的一种创新型产品，其独特的旋转设计使得信息展示更加生动和吸引人眼球。
那么，旋转LED显示屏的原理又是如何实现的呢？首先，旋转LED显示屏的核心部件是LED灯珠和驱动电路。
LED灯珠是一种半导体发光器件，其发光原理是通过电流激发半导体材料中的电子和空穴复合而产生光子，从而实现发光。
而驱动电路则是控制LED灯珠的电流和亮度的关键部件，通过合理的电路设计和控制，可以实现LED灯珠的亮灭和亮度调节。
其次，旋转LED显示屏的旋转原理是通过电机和控制系统实现的。
电机是驱动旋转轴的动力来源，其通过外部的控制信号来控制旋转角度和速度。
而控制系统则是对电机进行精确控制的关键，通过编程和算法实现对旋转角度和速度的精准控制。
最后，旋转LED显示屏的显示内容是通过控制系统和LED灯珠实现的。
控制系统可以接收外部的信息输入，并通过编程和算法将信息转化为LED灯珠的控制信号，从而实现显示内容的输出。
而LED灯珠则是通过控制系统的信号来实现显示内容的变化和更新，从而实现动态的信息展示效果。
总的来说，旋转LED显示屏的原理是通过LED灯珠、驱动电路、电机和控制系统等多个部件的协同作用实现的。
其独特的旋转设计和动态的信息展示效果使得其在广告宣传、商业展示和公共信息发布等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和创新，相信旋转LED显示屏将会在未来展现出更加丰富和多样化的应用场景和效果。
旋转LED电子钟毕业设计
本科毕业设计说明书旋转式单排LED电子钟的设计ROTARY SINGLE ROW LED ELECTRONIC CLOCKDESIGN学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电子信息工程11-1学生姓名：指导教师：2015 年 5 月30 日旋转式单排LED电子钟的设计摘要POV(视觉暂留) 即视觉暂停现象（Visual staying phenomenon，duration of vision）又称“余晖效应”，1824年由英国伦敦大学教授皮特‘马克’罗葛特在他的研究报告《移动物体的视觉暂留现象》中最先提出。
人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。
旋转式LED电子钟是基于POV（视觉暂留）效应而设计实现的。
通过电机带动一排由MCU控制的一排LED，LED在MCU的控制下形成时钟的时针，分针，秒针和刻度，并像普通时钟一样计时。
关键词：POV，直流电机，LED显示，无线供电ROTARY SINGLE ROW LED ELECTRONIC CLOCKABSTRACTPOV is Visual staying phenomenon,duration of vision,also called“Afterglow effect”, In 1824 by the British University of London Professor Peter 'Mark' Luo Ge in the persistence of ,vision phenomenon of moving objects in his research report first proposed. The human eye in the observation scene,light signals into the brain, after a short period of time,the end of the action of light, the visual image is not immediately disappear, the residual, vision called "like”, this phenomenon is called "visual visual".Rotary type LED electronic clock is based on POV (visual persistence effect) design and implementation. The motor drives a row of a row of LED controlled by MCU LED, the formation of the clock, under the control of MCU minute hand, second hand and scale, and the same as ordinary clock timing.KEYWORDS：POV, DC motor, LED display, wireless power supply目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I1 绪论 (2)2 旋转时钟的原理及方案 (4)2.1 旋转时钟的显示原理分析 (4)2.2 方案选择 (5)3 硬件电路的设计 (6)3.1 无线供电设计 (6)3.1.1发射模块电路 (7)3.1.2 78L05介绍 (8)3.1.3 XKT-412芯片介绍 (9)3.1.4 接收模块电路 (11)3.2 直流电机设计 (11)3.3 LED显示模块 (12)3.3.1 LED显示 (13)3.3.2 红外接收和时钟 (14)3.3.3 89C51单片机介绍 (15)3.3.4 DS1302介绍 (17)4 软件设计 (19)4.1 LED显示程序设计 (19)4.2 DS1302与单片机通讯程序设计 (20)4.3 红外接收信号控制 (24)4.4 主程序框图 (24)5 系统调试 (25)5.1硬件调试 (25)5.2软件调试 (26)6结论 (27)6.1结论 (27)6.2 经济与安全性分析 (28)参考文献 (29)致谢................................................ 错误!未定义书签。
基于POV的LED旋转显示屏的设计
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic Technology 基于POV 的LED 旋转显示屏的设计郭星辰（江苏联合职业技术学院南京工程分院 江苏省南京市 211135 ）摘要：本文针对传统平面LED 显示屏的局限性，提出一种基于P0V （视觉暂留）原理的旋转显示屏的设计方法。
设计采用双处理器 方案，一只处理器负责旋转显示屏部分，另一只处理器负责电机驱动以及其他扩展功能。
着重介绍了各模块电路的硬件设计方法以及系统软件设计方法，实现了数字、字母、汉字、图形等信息的显示。
该显示屏具有原理应用巧妙、成本低、显示效果好等特点。
关键词：POV; LED;旋转显示屏随着现代电子技术的飞速发展，LED 显示以其亮度高、体积 小、稳定性好、功耗小、寿命长等特点广泛应用到各个领域。
现在随处可见的大多是平面LED 显示屏，但这种显示有些不足，首先是整屏LED 数量巨大，成本较高，损坏后维修工作量较大；其次， LED 屏为平板，可视角度有限，占地面积大。
本文设计的LED 旋转显示屏是基于POV （persistence ofvision ）原理进行显示，研究发现，当显示的刷新频率大于24f7s,会产生视觉暂留现象，人的肉眼就看不到刷新的动作，而是在上一 帧画面的残留视觉影像还没消失的情况下看到了新一帧的画面，从 而产生了视觉错觉，形成了连续性的画面⑴"本设计通过电机带动单列显示器件旋转，电机与显示部分通过导电滑环连接，采用红外准确定位旋转位置，从而控制LED 灯的亮灭，在适合的旋转速度下，就可以看到显示完整的文字或图形。
1系统的总体设计处理器采用STC12C5A60S2单片机，其特点是体积小，质量轻，便于安装，并且内部资源相对丰富，可以满足设计需求；LED 显示采用16个单色LED 灯，放置在PCB 板一侧；带动LED 屏旋转的是直流电机，并配置合适的电机驱动电路；通过红外传感器来感知图1:系统总体设计框图5：R2 Ik34~\7~~UI崔毛目冷P2-4/AII P0.3 茎疥 <Nddd W.3/AI0P0.2§ SP2.2/A9P0」> SP2.I/A9P0.0 1 P2.0/A8VCC £ - P4O SSM1SO/RXD2CCP (yP4.2 三 二扶 GNDCLKOUT2/ADC(KPI.O 兰 含兰 XTALIArxriTI.I 22S2 匕 Er XTAL2RXD2/EC1 ADC2/PI2 & & 生 o 疙茫 P3.7/RDTXD2/CCP0/匚 g 三 P3.6/WRSS/CCPI/ADC4/PI.4 $2务3芒二仝：g 二STCI2C5A6OS24QFP449卜卜卜同二|•/22~20~PWM17□E15XTALI 14XTAL213+5V rn !________|ITXDI ■LU 1CON4图2： STC12C5A60S2最小系统电路120电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic TechnologyC -vc _玉€一-I F L r T一D6否艮1330314304yy二M¥E D 14ED12LEP10L E D "9 o9 /L E D 91030o13 1 F r I— >.83017303M 3 ,」F為：、rE D 5ED2图3： LED 显示电路电机电源接口电机接口图4：电机驱动电路图5：位置传感电路图6:总体程序流程图6M ¥3 6630"\\显示屏运行状态，确定其初始位置：采用串行通信进行数据传输；通信及供电采用电刷方式。
基于POV原理的旋转时钟图像显示
POV原理的实现方式
交互式技术：利用传感器或摄像头等设备， 捕捉用户的动作或指令，然后根据这些动作 或指令生成相应的动态图像。
基于POV原理的旋转时钟图像显示通常采用 投影技术来实现。通过将时钟的数字和刻度 绘制在纸上或透明材料上，然后使用投影仪 将这些图像投射到墙壁或其他介质上，再通 过连续旋转这些图像来创造出动态效果。同 时，为了使时钟的数字和刻度保持清晰和准 确，通常需要使用高分辨率的投影仪和精细
色彩丰富
通过使用不同颜色的LED灯，可以呈现出丰富多彩的时钟界面，增 加视觉吸引力。
立体感强
通过合理的布局和设计，旋转时钟图像能够呈现出较强的立体感，使 整个显示用户体验，可以增加触摸感应功能，使观众能够与旋转 时钟进行互动，如切换显示模式、调整时间等。
基于POV原理的旋转时钟图像显 示
目 录
• POV原理简介 • 基于POV原理的旋转时钟图像显示原理 • 旋转时钟图像显示的实现方法 • 效果展示与优化建议 • 结论
01 POV原理简介
POV原理的定义
• POV（Persistence of Vision）原理，即视觉持久性原理，是指当光线以一定速度连续不断地投射到视网膜上时，由于光线 在视网膜上停留的时间较长，使得大脑对连续的光线产生连续的感知，而不是对一个个独立的光线进行感知。
04
在实现过程中，还需要注意代码的优化和调试，以确保程序的稳定性 和性能。
03 旋转时钟图像显示的实现 方法
硬件设备选择与搭建
选择合适的POV材料
01
POV材料具有独特的性能，能够实现高速闪烁，是制作旋转时
钟图像的关键。
搭建硬件平台
02
包括电机、驱动电路、控制电路等，确保旋转时钟图像能够稳
基于单片机的POV旋转LED显示屏设计
基于单片机的POV旋转LED显示屏设计张晓玲;郭颖;刘浩文【摘要】In modern society, the common LED display is mostly used in fixed array, which can only be used for plane display. The traditional screen displays monotonously , which make visual organs tired. So LED''s rotating display that use the persistence of vision of the human eye came into being. The design of a new column type of rotating LED display is proposed and it forms into a cylindrical surface by making a row of LED into rotation, thus it can display the text or a picture. This display based on SCM, using a series of LED lamps to rotate quickly, can show different words and pictures, and we must light different LED light in a specific location at every moment. The way it shows a picture or the text is unique and the image that it displays is bright and colorful.%现代社会中,常见的LED 显示屏大多都是采用固定的点阵排列,只能用于平面展示,易形成视觉疲劳.所以基于人眼的视觉停留(Persistence Of Vision)效应设计的旋转LED显示屏应运而生.本文设计一种新型的柱式旋转LED显示屏,使一排LED灯旋转起来变成一个圆柱面,来显示文字或者图案.本设计采用单片机,使一列LED灯快速旋转,在特定的位置上发光.这种显示方式新颖,画面绚丽多彩.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)013【总页数】4页(P139-142)【关键词】视觉暂留;旋转LED;柱式;单片机【作者】张晓玲;郭颖;刘浩文【作者单位】辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TN302现代社会中，当下大家常见的LED显示大多都是固定的点阵排列。
基于POV原理的LED旋转时钟的设计与制作
基于POV原理的LED旋转时钟的设计与制作钟立华;周永海【摘要】本设计利用视觉暂留原理设计并制作了一个发光旋转时钟，设计简单实用，演示效果较好，具有一定的参考与推广价值。
【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2015(000)015【总页数】1页(P95-95)【关键词】POV;LED;旋转时钟【作者】钟立华;周永海【作者单位】广东技术师范学院天河学院;广东技术师范学院天河学院【正文语种】中文POV 即Persistence of Vision（视觉残留）。
物体在快速运动时,当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4 秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。
一般旋转时钟是依靠一个电机带动，在快速转动的下，控制LED 灯的亮灭，从而形成一个稳定的表盘和指针，同时还要保证指针的位置正好对应所要显示的时间，电机所带动旋转的板子叫做指针板，固定电机的板子叫做基板。
本设计使用小型直流电机带动电路板转动，电路板并列32 个LED 灯，使用单片机进行控制，计时方式使用外部芯片独立计时，并且有小型电池与之供电，一旦初始化，不会因系统重启而改变计时。
控制芯片可以读取时钟芯片的计时信息，做以处理，然后通过控制 LED 灯闪烁来显现出来。
同时MCU 也可以给时钟芯片输入初始化信息，可以用来实现调时等功能。
调时的命令要通过无线的方式的发送到指针板上，MCU 读取无线接收器件的命令，从而更改 LED 的显示规律以及时钟芯片的计时时间。
为做到方便控制，计时准确，控制部件采用无线收发模块，计时不使用单片机计时，而采用独立供电的计时芯片。
计时芯片独立供电的优点在于，当MCU 掉电时，时钟芯片并不受其影响，而可以继续准确的跑动。
指针板的结构框图如图 2 所示。
电源给各个部件供以电能，位置检测部件每转会到标志位置就会产生一个信号，MUC 检测到后，此时指针板正好转动一周，MUC 便可根据规律控制 LED 亮灭。
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基于POV的旋转LED显示研究与实现
作者：杨光宇
来源：《科学与信息化》2018年第04期
摘要本文以STC12C5A3S2单片机为核心，根据POV的原理，实现立体和平面旋转LED 动态显示设计。
本文介绍了POV的显示原理；硬件电路模块的设计，包括电源模块、单片机模块、时钟模块、LED模块；软件模块的相关设计，主要包括取字模块和字幕计数器。
通过“视觉暂留”现象，实现立体LED显示屏实现文字和笑脸，平面LED显示数字时钟和模拟时钟，实验结果非常成功。
关键词单片机；视觉暂留（POV）；旋转LED
前言
POV即英文Persistence of Vision一词的缩写，中文是“视觉暂留”的意思。
每当人的眼睛在观察物体之后，物体的映像会在视网膜上保留一段很短暂的时间。
在这短暂的时间段里，当前面的视觉形象还没有完全消退，新的视觉形象又继续产生时，就会在人的大脑里形成连贯的视觉错觉。
1 POV的显示原理
旋转LED旋转起来是一个圆，那么就需要有一个传感器来判断起点位置，本文采用红外对管方式来实现。
常见的LED旋转方式：
1.1 圆盘式旋转运动
发光体安装在钟表指针式的旋转体上，通过旋转形成圆形显示画面
这种运动方式的特点是：
（1）由于发光体旋转速度可一直保持不变，使得显示图案均匀一致。
不过显示字体时字型变化较大，特别在接近圆心的地方。
如要想使显示的字体和图案不产生变形，还需要专门软件对发光点进行的坐标转换。
（2）制作调试时运转的振动现象易于控制。
1.2 柱面式旋转运动
让发光体与旋转轴处于平行状态，这样运动产生的画面效果为一柱面。
这种运动方式的特点是：
（1）发光体旋转速度可保持不变，这样能使显示图案均匀一致，字体及图案都能原样显示出来。
（2）由于显示面不是一个平面，一般无法完整观察整个显示面，多采取画面滚动显示来弥补。
（3）制作调试时运转的振动现象能很好控制，这种运动方式制作的POV屏适合用于广告，造型能大型化[1]。
2 硬件电路模块
2.1 单片机电路模块
单片机电路包含：STC12C5A3S2单片机、时钟电路和复位电路。
P0.0—P0.7：P0口是一个漏极开路型准双向I/O口。
在访问外部存储器时，它是分时多路转换的地址（低8位）和数据总线，在访问期间激活了内部的上拉电阻。
在EPROM编程时，它接收指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。
验证时，要求外接上拉电阻。
P1.0—P1.7：P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
在EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。
P2.0—P2.7：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
在访问外部存储器时，它送出高8位地址。
在对EFROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。
P3.0—P3.7：P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
主要功能：CPU控制LED，读取时钟信息，接收遥控，起点检测。
2.2 电源电路模块
主要功能：给旋转主板供电。
2.3 时钟电路模块
主要功能：提供时钟信息。
2.4 立体LED和平面LED显示电路模块
主要功能：通过对LED灯的控制，实现可视化LED屏[2]。
3 软件模块
3.1 实现一个文字的显示
文字取模的原理：这里采用的是PC2002字幕软件，取一个16*16的中文字，见字幕选项设置，如图4-1所示。
从第一列开始向下每取8个点作为一个字节，如果最后不足8个点就补满8位。
取模顺序是从低到高，即第一点作为最低位。
取模顺序是从低到高，即第一个点作为最低位。
如*-------取为00000001，"学"字取模后如下：
{0xBF，0xFB，0xCF，0xFB，0xEE，0xFB，0x69，0xFB，0x6F，0xFB，0x6F，0xBB，0x6E，0x7B，0x69，0x81，0x6F，0xF9，0x6F，0xFA，0x67，0xFB，0xEB，0xFB，0xEC，0xFB，0xAF，0xFB，0xCF，0xFB，0xFF，0xFF}，/*"学"，0*/
现在我们知道16*16取模是一列一列取的，一列有2个字节，一共16列，所以一个16*16的汉字就有32个字节，需要占用单片机的Code空间 32个字节。
然后再结合硬件来分析：
一列灯16个刚好对应16*16一个汉字的一列：2个字节，所以把取模到的数据依次送到P2口和P4 P5口，这里硬件中P4 P5组成一个字节。
当单片机IO判断到红外接收管接收到起点信号，就开始显示，显示完16列后等待下一次的起点信号。
这样只要电机的速度够快就会稳定的把字显示字空中。
平面的文字显示同理。
3.2 让文字移动
这就需要一个字幕计数器，旋转LED每旋转一圈，这个字幕计数器就加一，指向下一列，这样不断刷新，感觉文字就在移动。
4 结束语
本文通过POV原理，实现了立体和平面的动态LED图像显示，采用的普通直流电机转速稳定，成本低，线圈无限供电的方式增加了系统的稳定性。
参考文献
[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005：223-232.
[2] 户川治朗.实用电源电路设计[M].北京：科学出版社，2006：32-36.
作者简介
杨光宇（1993-），男，四川眉山；学历：硕士，现就职单位：西南石油大学，研究方向：模式识别与智能系统。