旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏

徐志剛　母昌宮

摘要：本文所研究的旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏是以STC12C5A32S2多功能，富有創(chuàng)新性、耗能小、壽命長(zhǎng)、功能顯著、方便攜帶應(yīng)用廣闊的LED顯示屏。他將以旋轉(zhuǎn)的掃描方式代替之前逐行掃描方式，優(yōu)化了之前LED顯示屏的不足。最后對(duì)旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏提出一些改進(jìn)和完善的思路，旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏在實(shí)際生活中，具有一定的創(chuàng)新性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)LED顯示屏 發(fā)射管 STC12C5A32S2

一、研究本課題的目的和意義

傳統(tǒng)的LED顯示屏主要以平面顯示為主，隨著科技技術(shù)的發(fā)展，高性能材料的誕生，LED顯示屏也將變得更加的光彩奪目，由于旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏的制作過程中，成本低、體積小、調(diào)試方便、適用面廣、并且能夠360度旋轉(zhuǎn)等，多種有利條件結(jié)合為一體，無論是從效果還是觀賞方面都讓人賞心悅目，給人一種全新的視覺體驗(yàn)，同時(shí)旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏在顯示同樣數(shù)量的信息時(shí)，大大的減少了發(fā)光二極管的數(shù)量，這為制作和維修降低了成本，相信在不久的將來旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏的發(fā)展有著廣闊的發(fā)展空間，為科學(xué)技術(shù)奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)，所以研究旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏具有重大意義。

二、當(dāng)前LED發(fā)展現(xiàn)狀

（一）LED顯示屏總體結(jié)構(gòu)

總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖分為六個(gè)模塊，分別為供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、程序輸入和通訊系統(tǒng)、發(fā)射與接收系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中LED顯示由單片機(jī)芯片STC12C5A32S2來控制，由于旋轉(zhuǎn)LED旋轉(zhuǎn)起來是一個(gè)圓，在實(shí)驗(yàn)中我們可以用傳感器、紅外線來檢測(cè)起點(diǎn)位置，由于紅外線價(jià)格便宜、檢測(cè)靈敏，在此采用紅外線，單片機(jī)根據(jù)起點(diǎn)來判斷是否開始顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)不到起點(diǎn)位置時(shí)LED無法顯示。

（二）供電系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏在供電系統(tǒng)中分為兩部分，第一部分為時(shí)鐘供電，其工作電壓在2.0V-5.SV之間，在實(shí)際運(yùn)用中一般選擇為3.6V的紐扣電池，第二部份為L(zhǎng)ED工作電壓，將其220V轉(zhuǎn)化為5.42V直流電壓，首先初級(jí)線圈與次級(jí)線圈中，直流轉(zhuǎn)化成交流電路做自激震蕩。在工作時(shí)是將5.42V的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，然后經(jīng)過，經(jīng)過整流、濾波后給旋轉(zhuǎn)部分供電。

三、單片機(jī)STC12C5A32S2芯片

STC12C5A32S2系列的主要性能，高速、寬電壓、低功耗設(shè)計(jì)等多種優(yōu)點(diǎn)集合為一體，彌補(bǔ)了普通C51單片機(jī)I/O口不夠的缺陷，并且速度比普通C51快8—12倍，電壓為3.3V—5.4V。低功耗設(shè)計(jì)中，可支持上升沿，下降沿和遠(yuǎn)程喚醒。其工作頻率為普通C51的0—420MHz。

四、時(shí)鐘芯片DSl 302的功能

在工作時(shí)如何讓每列燈不斷地輸入數(shù)據(jù)顯示為一個(gè)文字，再次以PC2002取字軟件為例，取一個(gè)16*16的中文字，從第一縱列開始往下取值，每取8個(gè)點(diǎn)為一個(gè)字節(jié)，如果最后不足8個(gè)點(diǎn)，就補(bǔ)滿8位，取模順序從低到高，并且第一個(gè)點(diǎn)作為最低點(diǎn)。16*16取模是一列一列的取值，一列有2個(gè)字節(jié)，一共16列，16*16的漢字有32個(gè)字節(jié)占用單片機(jī)空間32個(gè)字節(jié)。

旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏的平面由20顆LED組成，平面時(shí)鐘顯示分為指針式和數(shù)字式，在運(yùn)行時(shí)可用遙控器對(duì)準(zhǔn)一體化紅外線接收管。旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏在工作時(shí)，需要將220V的電壓轉(zhuǎn)換為5.45V的交流電，首先由變壓器轉(zhuǎn)化為5.45V的交流電，由次級(jí)線圈感應(yīng)到的交流電壓經(jīng)過4個(gè)4148全波整流，再由5V的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，220uF的電容進(jìn)行濾波，最后輸出5V的交流電為旋轉(zhuǎn)主板上的LED供電。

DS1302在時(shí)間中的顯示應(yīng)用時(shí)，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)數(shù)，具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，工作電壓為2.5V～5.5VT作時(shí)采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或讀數(shù)據(jù)。DS1302的引腳排列中，VCC2為主電源、VCC1為后備電源、當(dāng)主電源在關(guān)閉的情況下，時(shí)鐘也能繼續(xù)供電，運(yùn)行時(shí)DS1302由VCCl或VCC2兩者中的較大者提供電源，外接32.768KHz晶振，RST為復(fù)位電路，通過RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來驅(qū)動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳輸。

（一）旋轉(zhuǎn)LED顯示

新型的旋轉(zhuǎn)及平面LED顯示屏，以機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)掃描方式代替了機(jī)械逐行掃描方式，并且顯示屏的整個(gè)平面都是由LED組成，工作時(shí)360度旋轉(zhuǎn)。由于人的眼睛具有暫留的特點(diǎn)，當(dāng)LED以一定的速度進(jìn)行刷新時(shí)，我們的眼睛就可以看到連續(xù)的圖像。

（二）平衡調(diào)節(jié)

旋轉(zhuǎn)LED顯示屏的重心調(diào)節(jié)是整個(gè)硬件系統(tǒng)中比較重要的環(huán)節(jié)，在旋轉(zhuǎn)過程中關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，安全問題、字幕顯示效果，在旋轉(zhuǎn)過程中如果重心不在轉(zhuǎn)軸上，在高速旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生劇烈的抖動(dòng)，在巨大的離心力下使單片機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)分解開，再此為時(shí)LED在旋轉(zhuǎn)過程中能平穩(wěn)，安全的旋轉(zhuǎn)并且字幕能夠平穩(wěn)清晰顯示，在垂直的LED顯示屏的對(duì)面加上2個(gè)長(zhǎng)腳螺柱使顯示屏在運(yùn)行過程中平穩(wěn)。

（三）上電調(diào)試

在元器件的焊接過程中因注意虛焊，及一些元器件的正負(fù)極，當(dāng)正負(fù)極焊接反時(shí)，程序能夠下載到單片機(jī)中，在顯示屏中無法顯示，或是軟件中的程序出錯(cuò)，在整個(gè)制作過程中不僅要檢測(cè)程序，而且硬件制作也因特別仔細(xì)，通過修改定時(shí)器的初始值后，通電測(cè)試。

（四）外觀改進(jìn)

在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏有著自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品中存在著許多的不足與缺點(diǎn)，此類電子元件只適合于個(gè)人的愛好制作，其次旋轉(zhuǎn)LED的耗材少，操作簡(jiǎn)便，便于攜帶。但是旋轉(zhuǎn)LED顯示屏在快速旋轉(zhuǎn)過程中底部較輕，容易移動(dòng)。如果將底部四角鉆孔加上螺栓這樣在工作中就更加平穩(wěn)。憑著旋轉(zhuǎn)LED顯示屏的獨(dú)特顯示，可用于廣告、車站、銀行、體育、賓館、理發(fā)店、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所。