自动化类旋转led动态显示屏的设计毕业设计(编辑修改稿)

自动化类旋转led动态显示屏的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

成普通的交流电机即 可。 ②此软件设计方案 如图 1 所示： 软件设计方案与上设计思想基本类似，故图 1上所示即可。 以上三个方案各有及优缺点，个人总结而言，总的归结为：以结构设计尽量简单，易于操作，易于理解，成本低廉为主要设计需考虑因素。 从方案一来看，主要区别在于使用了步进电机来带动 LED 的旋转，这里的难点就在于步进电机的调速问题上。 必须对步进电机的工作原理，如何调速，进行充分的理解。 因为在不同的电机速度之下，产生的相应的频率是不同的，同时旋转 LED 显示屏所呈现出来的图像不一 XXXXX 毕业论文 9 样，电机速度影响到单片机的定 时器怎样工作和定时的多少，还影响到程序的编写。 当然，此设计如果能明确的知道电机的速度大小对于编程而言是相当有利的；但是同时也需要对步进电机进行脉冲的发放，对程序的编译亦同时提高了难度；但是个人认为，最为重要的则是对成本的考虑上，由于此设计需要较高的速度，而较高速度的步进电机成本是相当高的，如果仅作为实验观赏用，制作一个产品还可以考虑此方案的可行性，但是若作为商品来销售，我认为就没有设计此产品的必要了，故暂且不使用此方案。 从方案二来讲，主要区别在于使用了嵌入式芯片来代替单片机，在以往的 LED 点阵系统中，整个 系统的控制核心是单片机，单片机负责数据的读取，传输和显示。 由于单片机的存储大小及多方面的限制，单片机作为控制核心时，在对显示画面不多，显示画面不大时是可以方便可行的。 但是由于单片机执行指令受时间的限制，当显示较大画面时，单片机的速度难以满足此要求，而结合嵌入式系统技术后，即采用嵌入式软、硬件的集成方案来实现系统的各项功能。 个人认为，此设计本身的宗旨就不需要显示较大的画面，也不需要太大的存储空间，对于普通的文字显示和图案显示，单片机完全可以达到此要求，而且成本很低（ STC89C 51 成本在 5￥左右），而且嵌入 式芯片，掌握起来较为复杂，不适合普通的，没有接触过此方面知识的人群的使用，使用较难，故暂且不使用此方案。 从方案三来讲，主要区别在于使用了普通的交流电机来代替方案一所使用的步进电机，实际设计时购买了一个普通功率的风扇将风扇中电机拆分即可使用，成本相当的低，而且在电源上也可直接使用AC220V 电压，方便快捷，与使用直流电机相比，省却了设计电源这个麻烦，同时也降低了设计成本，在此次设计时选用了此方案，最大的优势就在于成本很低。 南京化工职业技术学院专科生毕业论文 10 第三章 系统硬件设计 图 旋转 LED 整体硬件结构图 通过对整个设计框图的剖析，通过对整个框图及设计流程的了解，设计出如上图所示的硬件框图；在此框图中运用了两个独立的直流电源分别对 MCU 控制器和 LED 进行供电，这一方面大大降低了硬件设计难度，另一方面也提高了 LED 的发光亮度，可行性高；整个核心设计都将围绕此框图展开进行。 电机 电机电源 按键输入 LED驱动 MCU控制器 电源（ DC5V） LED(16个 ) 电源（ DC5V） 南京化工职业技术学院专科生毕业论文 11 旋转 LED（双层） 动态显示屏结构正视图： 图 旋转 LED（单排）动态显示屏 前期 结构正视图 如图 3 所示，由于此项课题设计较早，在前期设计时考虑采用双排 LED（各 16 个）不同半径设计一双层旋转 LED 动态显示屏以达到双层显示效果；两排 LED所采用的原理完全相同，完全遵属于图 2 所示的硬件框图进行拓展，并最终将其设计出来，但此装置设注： R≠ r r R 供电装置 交流电机 固定台 以放置的 16 个LED 为例，必须将其 稳定的固定好，避免旋转时，发生掉落 南京化工职业技术学院专科生毕业论文 12 计时考虑欠佳，缺陷较多，最终以失败告终。 旋转 LED（单层） 动态显示屏结构正视图： 如图 4 所示，由于此项课题设计较早，在前期设计时考虑的欠佳，导致电机烧 毁，电路板损坏，既而加以改进。 现利用剩余器件材料制成一单排旋转 LED 显示屏，所采用的原理完全完全遵属于图2 所示的硬件框图，并最终将其设计出来，此装置在许多方面（成本，阻力）加以优化，并最终设计出来，得到较好的显示效果。 供电装置 交流电机 固定台 以放置的 16 个 LED为例，必须将其稳定的固定好，避免旋转时，发生掉落 南京化工职业技术学院专科生毕业论文 13 图 旋转 LED（单排）动态显示屏 后期 结构正视图 图 单片机（ STC89C52）引脚图 STC89C52 的内核和 AT51 系列单片机一样，故引脚也相同。 STC89C52的引脚功能现说明如下： 18： I/O P1 口（ ）； 9：复位脚（ RST/Vpd）； 1017： I/OP3 口（ =RXD， =TXD， =INT0， =INT1，=T0， =T1， =WR， =RD） 1 19：晶振 （ 18=XTAL2， 19=XTAL1）； 20:地（ Vss）； 2128： I/OP2口（ )； 29： PSEN； 30： ALE/PROG； 31： EA/Vpp 3239： I/OP0口（ ）； 40： +5V电源。 注 ： 引脚功能前加 “ ” ，说明其是低电平有效。 如 =INT0。 R 南京化工职业技术学院专科生毕业论文 14 原理图详见附录 I图 23 所示。 根据图 2 所示的硬件框图设计出图 23 所示的原理图，图中所示的VCC运用了同一个直流电源，但是在实际调试中，在同一电源（ 5V）共同对单片机和 LED（ 16 个）进行供电时，在程序运行时，出现了电压输出不稳定。 对于单片机而言对电压的要求则在 3V 以上，而 VCC则为5V，此 VCC 若同时对二者进行供电则不能达到程序运行的要求。 最终以分开供电（各 5V）方式，并获得成功。 利用 Protel99 SE软件画出相关原理图，此原理图详见附录 I 图24 所示 后期设计原理同前期完全相同，只是在硬件设计上由双排改为单排显示，降低了运行负载和实验成本，仍以独立供电的方式运行，最终获得较佳的实验效果。 原理图 由于调试时，需要对程序反复进行下载，需要制作一个下载通讯器，亦是为了下载程序的方便；在此运用 RS232和 MAX232可以简单实现上位机和单片机的通信功能，可以轻松的对程序进行下载并运行。 原理图详见附录 I图 25 所示。 ○1 DB9 相关资料 图 DB9 引脚图 表 DB9 引脚功能说明 引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 简写 DCD RXD TXD DTR SG DSR RTS CTS RI 南京化工职业技术学院专科生毕业论文 15 功 能 说 明 载 波侦 测 接 收数 据 发 送数 据 数 据终 端 准 备 信 号地 线 数 据 准 备 好 请 求 发 送 清 除 发 送 振 铃指 示 ○ 1MAX232相关资料 图 MAX232 引脚图 MAX232引脚功能说明： MAX232 芯片是专门为电脑的 RS232 标准串口设计的接口电路 ,使用 +5v 单电源供 电。 内部结构基本可分三个部分： 第一部分是电荷泵电路。 由 6脚和 4只电容构成。 功能是产生 +12v和 12v两个电源，提供给 RS232串口电平的需要。 第二部分是数据转换通道。 由 1 1 1 14 脚构成两个数据通道。 其中 13 脚（ R1IN）、 12 脚（ R1OUT）、 11 脚（ T1IN）、14 脚（ T1OUT）为第一数据通道。 8 脚（ R2IN）、 9 脚（ R2OUT）、 10脚（ T2IN）、 7 脚（ T2OUT）为第二数据通道。 TTL/CMOS 数据从 T1IN、T2IN 输入转换成 RS232数据从 T1OUT、 T2OUT送到电脑 DP9插头； DP9插头的 RS232 数据从 R1IN、 R2IN 输入转换成 TTL/CMOS 数据后从R1OUT、 R2OUT输出。 第三部分是供电。 15脚 GND、 16 脚 VCC（ +5v）。 在充分了解到原理之后，画出原理图，详见附录 I图 25所示： 制作出专用下载模块，实验证明，可以成功的对程序进行下载，并可以成功运行。 南京化工职业技术学院专科生毕业论文 16 PCB电路板 PCB电路板（单层） 此图 PCB 详见附录 II 图 26 所示： 利用 Protel99 SE 软件根据附录 I图 23 原理图制成 PCB电路板，考虑到成本因素，在 PCB 布线时均采用单层（顶层）布线，根据实际设计并在 PCB 中测量好尺寸大小，以便制作成实际集成电路板，所以实际尺寸大小的设计非常重要，不仅可以对成本进行合理控制，在 PCB实际制作时，需注意对外形进行合理布局，尽量做到美观，但是可行性依然需放在首要位置。 此示意图是利用 Protel99 SE 软件根据所绘出的原理图制成 PCB电路板，根据所制成的电路板，并在软件中实际测量并计算出该电路板的实际尺寸大小。 在 Protel 制作 PCB 时， 所使用到的长度单位为：mil，在转换成实际常见的长度是需注意，不能出错。 计量单位： 1mil=。 通过这一计量单位的转换可以轻松的计算出该 PCB 板的实际尺寸。 具体大小详见图 8 所示。 PCB电路板（单层） 此图 PCB 详见附录 II 图 27 所示： 根据附录 I 图 24 原理图制成此 PCB，与前期制作的 PCB 电路板原理完全相同，虑到成本因素，在 PCB布线时均采用单层（顶层）布线，原理上对前。