旋轉(zhuǎn)LED燈設(shè)計(jì)

1、河南工程學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)LED燈設(shè)計(jì) 系部：電氣信息工程系 班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化0941班 姓名：王磊 郭志劍 王大輝 指導(dǎo)老師：甕 嘉 民 時(shí)間： 2011年11月7日-11月18日旋轉(zhuǎn)LED燈設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)要求基于視覺暫留原理，利用高速旋轉(zhuǎn)中控制LED亮滅，設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)式LED顯示屏。在穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)地載體上安裝16個(gè)貼片發(fā)光二極管。靜止時(shí)，各個(gè)發(fā)光二極管等間距排布，隨著掃描速度的加快，在C語言程序精確控制下，不斷掃描出預(yù)設(shè)的文字，圖案等。二、 系統(tǒng)方案此次以AT89S52單片機(jī)為主控單元，利用視覺暫留效應(yīng)，設(shè)計(jì)一種旋轉(zhuǎn)式LED顯示屏。磁鋼用來完成同步的，當(dāng)霍爾傳感器旋轉(zhuǎn)到磁鋼處，感

2、應(yīng)到它的存在就會(huì)恢復(fù)到最初狀態(tài)，即使前一個(gè)過程沒有顯示完成。通過6V直流電來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使加載在直流電機(jī)上的設(shè)計(jì)電路達(dá)到勻速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的效果，從而實(shí)現(xiàn)貼片發(fā)光二極管的旋轉(zhuǎn)顯示文字、圖案的效果。6V電源直流電機(jī)單片機(jī)AT89S525V電源LED顯示霍爾傳感器圖1 系統(tǒng)方框圖 三、硬件電路設(shè)計(jì)3.1 總電路設(shè)計(jì) 圖2 總電路圖3.2 驅(qū)動(dòng)模塊本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)模塊由一個(gè)11.0592MHz的晶振和兩個(gè)30PF的小電容阻成，它們決定了單片機(jī)的工作時(shí)間精度為1Us。單片機(jī)內(nèi)各部件之間有條不紊地協(xié)調(diào)工作，其控制信號(hào)是在基本節(jié)拍的指揮下按一定時(shí)間順序發(fā)出的，這些控制信號(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系就是CPU時(shí)序，而產(chǎn)生這種基

3、本節(jié)拍的電路就是振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89S52單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的單級(jí)反相放大器。引腳XTAL1為反相器輸入端，XTAL2為反相器輸出端。當(dāng)在放大器兩個(gè)引腳上外接一個(gè)晶體（或陶瓷振蕩器）和電容組成的并聯(lián)諧振電路作為反饋元件時(shí)，夠成一個(gè)自激振蕩器。圖3 驅(qū)動(dòng)模塊3.3 顯示模塊旋轉(zhuǎn)LED燈是一種通過同步控制發(fā)光二極位置和點(diǎn)亮狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)圖文顯示的電子器件，其結(jié)構(gòu)新穎，成本低廉，可視角度達(dá)360°。在LED上顯示漢字時(shí)，應(yīng)先取得漢字的點(diǎn)陣構(gòu)成數(shù)據(jù)，然后將其寫入顯示存儲(chǔ)器中進(jìn)行顯示。人眼在觀察景物時(shí)，光信號(hào)傳入大腦神經(jīng)，需經(jīng)過一段短暫的時(shí)間，光的作用結(jié)束后，視覺形象并不立即消失

4、，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現(xiàn)象則被稱為“視覺暫留”。本設(shè)計(jì)采用16個(gè)并排貼片發(fā)光二極管，利用人眼的“視覺暫留效應(yīng)”顯示文字及圖案。圖4顯示模塊3.4 霍爾傳感器模塊在本電路中，需要一個(gè)低電平，才能點(diǎn)亮發(fā)光二極管?？紤]到該電路在工作過程中在不斷旋轉(zhuǎn)的情況，不能按傳統(tǒng)方法給電路低電平。為此在電路的設(shè)計(jì)過程中，添加了霍爾傳感器模塊，霍爾傳感器模塊的主要部分即為霍爾傳感器。霍爾傳感器處于工作狀態(tài)時(shí)，輸出總是處于高電平狀態(tài)，當(dāng)磁鋼N極接近傳感器正面的有效距離，輸出端變?yōu)榈碗娖?。?dāng)磁鋼撤離傳感器有效距離，輸出端又顯示低電平，從而產(chǎn)生下降邊沿，使單片機(jī)中斷口接收到下降沿，從而發(fā)出中斷，使得電路能

5、夠同步。當(dāng)霍爾傳感器感應(yīng)到N極時(shí)會(huì)回到原始狀態(tài)，達(dá)到復(fù)位的功能。簡單的說，就是當(dāng)顯示屏旋轉(zhuǎn)到磁鐵所在位置時(shí)，輸出低電平脈沖至單片機(jī)，作為位置基準(zhǔn)信號(hào)?；魻杺鞲衅魇且环N磁傳感器。它可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用。同時(shí)霍爾傳感器還具有開關(guān)速度快，無瞬間抖動(dòng)；壽命長，體積小，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。在焊接霍爾傳感器時(shí)候，因?yàn)樗娜齻€(gè)管腳具有不同的功能，所以焊接的時(shí)候應(yīng)該弄明白其三個(gè)管腳的具體作用。簡單的辨別方法為：印有型號(hào)的一面朝上，左邊第一個(gè)接高電平，中間接低電平，右邊第一個(gè)接輸出?；魻杺鞲衅鞴δ芊娇驁D如圖5所示。圖5 霍爾傳感器 功能方框圖四、程序設(shè)計(jì)4.1程序流程圖4.2、控制程

6、序說明當(dāng)程序開始運(yùn)行的時(shí)候，首先就是要對(duì)程序進(jìn)行初始化（通過復(fù)位按鍵實(shí)現(xiàn)），主要作用就是讓程序按照我們所設(shè)計(jì)的初始值去運(yùn)行。初始化之后，當(dāng)顯示屏旋轉(zhuǎn)到磁鐵所在位置時(shí)，霍爾傳感器在磁場(chǎng)作用下輸出低電平脈沖至單片機(jī)，作為位置基準(zhǔn)信號(hào)。再根據(jù)霍爾元件檢測(cè)到的同步信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)，如果有數(shù)據(jù)輸入的話那就將數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。執(zhí)行完成后返回到初始化操作之后重復(fù)以上的操作。4.3、源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar a,j

7、;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,0x02,0x02,0x00,0x0

8、4,0x04,0xE4,0x24,0x24,0x64,0xB4,0x2F,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,0xD4,0x50,0x18,0x5

9、7,0x32,0x10,0x00,0xFE,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,0x02,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xFE,0x8

10、2,0x82,0x82,0x82,0xC3,0x82,0x00,0x00,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xA0,0x7F,0xA0,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x24,0x38,0xE0,0x3F,0xE8,0x24,0x26,0x12,0xD2,0x3E,0xD2,0x12,0x12,0x16,0x02,0x00,0x00,0x04,0x74,0x55,0x56,0x54,0x74,0x04,0x00,0xFE,0x02,0x22,0x5A,0x86,0x00,0x00,0x00,0x08,0x48,0x48,0x4

11、8,0x48,0x48,0x7F,0x48,0x48,0x48,0x48,0x48,0x48,0x08,0x00,0x40,0x20,0x30,0xAC,0x23,0x24,0x28,0xB0,0x20,0x00,0xFC,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

12、,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;uint code table2=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x04,0x04,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x07,0x02,0x02,0x07,0x40,0x80,0x

13、7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x04,0x05,0x05,0x05,0x7F,0x05,0x05,0x05,0x25,0x44,0x3F,0x00,0x00,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x04,0x03,0x00,0xFF,0x00,0x41,0x44,0x44,0x44,0x7F,0x44,0x44,0x44,0x44,0x40,0x00,0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x42,0x82,0x

14、7F,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,0xFF,0x00,0x02,0x04,0x83,0x41,0x31,0x0F,0x01,0x01,0x7F,0x81,0x81,0x81,0xF1,0x00,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x30,0x20,0x00,0x21,0x11,0xFD,0x4B,0x49,0x49,0xF9,0x20,0x11,0xF9,0x4F,0x49,0x49,0xF9,0x01,0x00,0x20,0x20,0x20,0x20,0x

15、20,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x30,0x20,0x00,0x00,0x80,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x01,0x06,0x08,0x30,0x60,0xC0,0x40,0x00,0x40,0x30,0x0F,0x00,0x3F,0x10,0x08,0x09,0x09,0x09,0xFF,0x09,0x09,0x09,0x08,0x00,0x00,0x10,0x11,0x51,0x91,0x7D,0x0B,0x09,0x00,0xFF,0x00,0x08,0x08,0x10,0x0F,0x00,0x

16、20,0x1C,0x00,0x00,0x3E,0x40,0x40,0x41,0x4E,0x44,0x40,0x70,0x22,0x1C,0x08,0x00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;/以上數(shù)組都是漢字字模數(shù)據(jù)void delay(int xm

17、s) /延時(shí)xms 毫秒int i,j;for(i=xms;i>0;i-)for(j=30;j>0;j-);void main()uint i;EA=1;/開全局中斷/IT1=1;while(1) for(j=0;j<1;j+)for(i=0;i<96;i+) P0=table1i+k; /低電平點(diǎn)亮，所以取反P1=table2i+k;delay(1);P1=0XFF; /關(guān)滅全部的ledP0=0XFF;a=1;EX1=1; /開外部中斷1delay(10);while(a);/等待中斷 當(dāng)中斷時(shí)，a=0；則單片機(jī)繼續(xù)執(zhí)行k+;if(k=1329) k=0;void i

18、nt1() interrupt 2/外部中斷1服務(wù)程序/通知單片機(jī)繼續(xù)執(zhí)行a=0;EX1=0; /關(guān)外部中斷1五、實(shí)物照片六、 元件清單名稱型號(hào)數(shù)量單片機(jī)AT89S521個(gè)貼片發(fā)光二極管16個(gè)貼片電阻1K16個(gè)霍爾傳感器S410561個(gè)磁鋼1個(gè)按鍵開關(guān)1個(gè)直流電機(jī)6V1個(gè)紐扣電池3V2個(gè)紐扣電池座2個(gè)瓷片電容33pF2個(gè)電解電容47uF1個(gè)晶振11.0592MHz1個(gè)電阻1K、4.7K各1個(gè)七、 設(shè)計(jì)制作要點(diǎn) 在設(shè)計(jì)制作中注意如下事項(xiàng)：（1）貼片發(fā)光二極管有陰極和陽極的區(qū)別，在焊接的過程中，應(yīng)該先檢測(cè)其具體極性，再按照原理圖進(jìn)行焊接。（2）在印刷電路板的過程中可能要用到跳線，在焊接的過程中一定

19、要將跳線焊接上，在本次焊接過程中，因?yàn)橛懈拥氐奶€沒有焊接，導(dǎo)致整個(gè)電路不通，經(jīng)反復(fù)檢測(cè)后才發(fā)現(xiàn)該問題。參考文獻(xiàn)1 甕嘉民等. 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)-基于protes單片機(jī)仿真和C語言編程M.北京：中國電力出版社，2010.2 江思敏等. 原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3 李敬偉等. 電子工藝訓(xùn)練教程. 北京：電子工業(yè)出版社，2010.4 李全利等 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社，2009.5 田立等.51單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)快速入門. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.個(gè)人感受為期兩周的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)已經(jīng)結(jié)束了，這次我們小組設(shè)計(jì)的是旋轉(zhuǎn)LED燈。經(jīng)過這

20、兩周努力，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的最初目的。通過這次學(xué)習(xí)，使我們學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)，同時(shí)也對(duì)電子設(shè)計(jì)制作有了更深的感悟。在開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，通過在網(wǎng)上查看視頻，對(duì)我們將要設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)LED燈有了最初的認(rèn)識(shí)。接下來要做的就是收集有關(guān)該制作的相關(guān)資料。磨刀不誤砍柴工，由于我們的準(zhǔn)備工作做的比較充分，所以在制作實(shí)物的過程還是比較順利的。但是，制作的過程中也遇到了一點(diǎn)問題，最大的就是PCB板設(shè)計(jì)不合理。首先，PCB板上的焊盤設(shè)計(jì)太小了，在鉆孔和焊接過程中都產(chǎn)生了困難；其次，PCB板上的布線太寬，在焊接的時(shí)候產(chǎn)生了短路的可能。困難確實(shí)是存在的，但是在老師的幫助下，我們小組還是克服了這些困難，成功制作出了旋轉(zhuǎn)LED

21、燈。我認(rèn)為能夠順利完成這次實(shí)訓(xùn)，首先要感謝老師的精心指導(dǎo)，沒有老師的精心指導(dǎo)，我們可能在最初的電路原理圖設(shè)計(jì)就是錯(cuò)誤的。其次，這次實(shí)訓(xùn)也離不開我們小組的分工合作，分工明確，設(shè)計(jì)電路圖、焊接、編程，分別由每個(gè)人負(fù)責(zé)，提高了效率。同時(shí)，也和個(gè)人的努力是分不開的。通過這次實(shí)訓(xùn)，我明白了自己在專業(yè)知識(shí)方面還是很薄弱的，對(duì)很多元器件的具體功能還不是很了解。這次實(shí)訓(xùn)也使我對(duì)單片機(jī)有了更深入的認(rèn)識(shí)。 系別：電氣信息工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化0941班姓名：王磊 學(xué)號(hào)：200910710104 個(gè)人感受11月7號(hào)至11月20號(hào)為期的兩周實(shí)訓(xùn)已經(jīng)結(jié)束，我們小組設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)LED燈。經(jīng)過兩周的努力和三人的配合

22、成功的完成了這次實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。期間感受很多收獲也很多。也同時(shí)發(fā)現(xiàn)了很多不足，很多要學(xué)習(xí)的地方。 我們?cè)诘弥O(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，便通過上網(wǎng)看視頻和查閱相關(guān)資料來對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目深入的了解和學(xué)習(xí)。這樣我們學(xué)到了很多 學(xué)到很多關(guān)于這個(gè)項(xiàng)目的知識(shí)。得知在做這個(gè)實(shí)訓(xùn)時(shí)重點(diǎn)和要點(diǎn)，為這次實(shí)訓(xùn)做好了充分的準(zhǔn)備，理論準(zhǔn)備的很好，但是實(shí)踐過程中還會(huì)遇到一些問題。如焊接過程中由于粗心發(fā)光二極管陰陽極焊接錯(cuò)誤，導(dǎo)致二極管不能正常發(fā)光；在設(shè)計(jì)PCB焊盤時(shí)設(shè)計(jì)的不合理，PCB焊盤設(shè)計(jì)太小、布線太寬等，這樣鉆孔和焊接遇到了麻煩。在老師的幫助下和我們?nèi)说墓餐€是克服了這些困難。成功的完成了這次實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。能夠成功完成這次實(shí)訓(xùn)內(nèi)容首先感謝老師的幫助和指導(dǎo)，沒有老師的指導(dǎo)也許最初電路原理圖就會(huì)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；其次是主力明確的分工和領(lǐng)導(dǎo)，沒有明確的分工我們也許不會(huì)這么高效率的完成這次實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容；再者是我們?nèi)说墓餐秃献?，使我知道合作很重要，合作過程中我們相互學(xué)習(xí)共同進(jìn)步。通過這次實(shí)訓(xùn)是我看到自己很多方面的不足，知道了那些方面需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，也使我對(duì)單片機(jī)有更深一步的了解。 系別：電氣信息工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化0941班 姓名：王大輝 學(xué)號(hào)：200910710130個(gè)人感受最近的兩個(gè)周是我們的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程?，F(xiàn)在兩周已經(jīng)過去了，這次實(shí)訓(xùn)讓我學(xué)到了很多。這次的實(shí)