旋转LED灯设计

旋转LED灯设计

系部：电气信息工程系

班级：电气工程及其自动化0941班

姓名：王磊郭志剑王大辉

指导老师：瓮嘉民

时间：2011年11月7日-11月18日

旋转LED灯设计

一、设计要求

基于视觉暂留原理，利用高速旋转中控制LED亮灭，设计了一种旋转式LED 显示屏。在稳定旋转地载体上安装16个贴片发光二极管。静止时，各个发光二极管等间距排布，随着扫描速度的加快，在C语言程序精确控制下，不断扫描出预设的文字，图案等。

二、系统方案

此次以AT89S52单片机为主控单元，利用视觉暂留效应，设计一种旋转式LED 显示屏。磁钢用来完成同步的，当霍尔传感器旋转到磁钢处，感应到它的存在就会恢复到最初状态，即使前一个过程没有显示完成。通过6V直流电来驱动电机，使加载在直流电机上的设计电路达到匀速稳定旋转的效果，从而实现贴片发光二极管的旋转显示文字、图案的效果。

图2 总电路图

驱动模块

本设计的驱动模块由一个的晶振和两个30PF的小电容阻成，它们决定了单片

机的工作时间精度为1Us。单片机内各部件之间有条不紊地协调工作，其控制信号是在基本节拍的指挥下按一定时间顺序发出的，这些控制信号在时间上的相互关系就是CPU时序，而产生这种基本节拍的电路就是振荡器和时钟电路。

AT89S52单片机内部有一个用于构成振荡器的单级反相放大器。引脚XTAL1为反相器输入端，XTAL2为反相器输出端。当在放大器两个引脚上外接一个晶体（或陶瓷振荡器）和电容组成的并联谐振电路作为反馈元件时，够成一个自激振荡器。

图3 驱动模块

显示模块

旋转LED灯是一种通过同步控制发光二极位置和点亮状态来实现图文显示的电子器件，其结构新颖，成本低廉，可视角度达360°。

在LED上显示汉字时，应先取得汉字的点阵构成数据，然后将其写入显示存储器中进行显示。

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”。本设计采用16个并排贴片发光二极管，利用人眼的“视觉暂留效应”显示文字及图案。

图4显示模块

霍尔传感器模块

在本电路中，需要一个低电平，才能点亮发光二极管。考虑到该电路在工作过程中在不断旋转的情况，不能按传统方法给电路低电平。为此在电路的设计过程中，添加了霍尔传感器模块，霍尔传感器模块的主要部分即为霍尔传感器。霍尔传感器处于工作状态时，输出总是处于高电平状态，当磁钢N极接近传感器正面的有效距离，输出端变为低电平。当磁钢撤离传感器有效距离，输出端又显示低电平，从而产生下降边沿，使单片机中断口接收到下降沿，从而发出中断，使得电路能够同步。当霍尔传感器感应到N极时会回到原始状态，达到复位的功能。简单的说，就是当显示屏旋转到磁铁所在位置时，输出低电平脉冲至单片机，作为位置基准信号。

霍尔传感器是一种磁传感器。它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。同时霍尔传感器还具有开关速度快，无瞬间抖动；寿命长，体积小，

安装方便等优点。

在焊接霍尔传感器时候，因为它的三个管脚具有不同的功能，所以焊接的时候应该弄明白其三个管脚的具体作用。简单的辨别方法为：印有型号的一面朝上，左边第一个接高电平，中间接低电平，右边第一个接输出。

霍尔传感器功能方框图如图5所示。

图5 霍尔传感器功能方框图

四、程序设计

程序流程图

、控制程序说明

当程序开始运行的时候，首先就是要对程序进行初始化（通过复位按键实现），主要作用就是让程序按照我们所设计的初始值去运行。初始化之后，当显示屏旋转到磁铁所在位置时，霍尔传感器在磁场作用下输出低电平脉冲至单片机，作为位置基准信号。再根据霍尔元件检测到的同步信号，对数据进行校对，如果有数据输入的话那就将数据计数器进行清零。执行完成后返回到初始化操作之后重复以上的操作。

、源程序

#include<>

#include<>

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar a,j;

uint k;

uint code table1[]={

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

0x10,0x60,0x01,0xC6,0x30,0x02,0xE2,0x22,0x22,0xE2,0x02,0x02,0xFE,0x02,0x02,0x00,

0x04,0x04,0xE4,0x24,0x24,0x64,0xB4,0x2F,0x24,0xA4,0x64,0x24,0x24,0xE6,0x04,0x00,

0x00,0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0xFE,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,0x00,

0x10,0x12,0xD2,0xFE,0x91,0x11,0x80,0xBF,0xA1,0xA1,0xA1,0xA1,0xBF,0x80,0x00,0x00,

0x40,0x30,0x10,0x12,0x5C,0x54,0x50,0x51,0x5E,0xD4,0x50,0x18,0x57,0x32,0x10,0x00,

0xFE,0x02,0x32,0x4A,0x86,0x0C,0x24,0x24,0x25,0x26,0x24,0x24,0x24,0x0C,0x04,0x00,

0x00,0x02,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xFE,0x82,0x82,0x82,0x82,0xC3,0x82,0x00,0x00,

0x20,0x22,0x12,0x12,0xFA,0x4E,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0xFA,0x02,0x02,0x00,0x00,