《基于POV的旋转LED动态图像显示屏_周围.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于POV的旋转LED动态图像显示屏_周围.doc（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、基于POV的旋转LED动态图像显示屏_周围 第卷第期 年月光学仪器， （）文章编号： 基于的旋转动态图像显示屏 周围 （）东北石油大学电子科学学院，黑龙江大庆 摘要：针对传统器件数目多及不易维护等问题，提出基于视觉暂留特点阵显示屏价格高、 性、以动态扫描方式完成旋转动态显示屏的设计方法。设计以单片机为主控制 通过上位模块，时钟芯片作为时间的设置与采集模块，作为温度的采集模块， 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。 ；旋转关键词：视觉暂留（；显示屏） ：中图分类号：文献标志码： （，）， ：
2、， ， ， ， ， ：（；）； 引言 ）的中文意思是视觉暂留，具体是指视觉暂留这一现象。基于（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 传统的需要使用因此屏幕越大屏使用的是点阵屏，铺满整个显示屏，的数量就越大，这使得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。而基于屏价格高昂、 ，由于即能填满圆形屏幕的半径长度的单排的旋转显示器只需要使用单排灯（灯） 收稿日期： ：，作者简介：周围（女，副教授，主要从
3、事传感测试技术及电子信息工程等方面的研究。） 第期周围：基于的旋转动态图像显示屏灯使用数量少，从根本上避免了传统设计一个可以平面旋转的显示屏的种种不足。因此，显示屏，具有十分重大的意义。 系统电路设计 设计一种基于需考虑到电路元件的易购性，因此未使用的的动态汉字和图像的显示屏， 利用使得一排发光二极管旋转点阵发光管模块，而是直接使用了技术，个高亮度发光二极管， 起来实现动态显示屏的效果，设计的原理框图如图所示 。 设计使用直流电源供给直流电机转动并且带动 旋转屏转动，另外利用无线供电模块产生电压供给片上单 片机使用。用无线输电的方法，成本较为低廉，无任何触 。此次设计主要采用点，且没有摩擦造成
4、的短寿命现象 使用宏晶科技的单片机为主控单元， 取模软件来进行文字和图案的取样。 时钟电路 实时时钟时钟电路是通过时钟芯片实现的，图结构框图 。采用双可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于且具有闰年补偿功能天时可以自动调整， ，电源供电（主电源和备用电源）可设置备用电源充电方式，提供了对备用电源进行涓细电流充电的能力。 与其电路原理图如图所示 。单片机通过简单的同步串行通讯方式进行实时通讯， 图时钟电路 温度采集电路 温度采集电路时通过实现的，内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号， 。当计数门打开时，高温度系数振荡器被测温度转换成频率信号计数门开通时间进行计数， 由高温度系数振荡
5、器决定。芯片内部还有斜率累加器，可对频率的非线性度加以补偿，其电路原理图如图所示。 红外遥控电路 把接红外接收主要有两部分组成：信号的解调和解码。解调由一体化红外接收头来完成， ；二进制的解码由单片机来完成，收到的信号经内部处理并解调复原把红外接收头送来的二进制编码 。其硬件波形通过解码，还原成发送端发送的数据，最终以键盘控制的方式来改变显示屏图像的变换 连接图如图所示。 显示电路 本设计采用的是旋转扫描显示方法，即显示器件只有一列共由电机带动个高亮度发光二极管， 其进行旋转，运行到某一位置时就显示该位置的状态，到下一位置时又显示下一位置的状态，由于人眼 光学仪器第卷 。本设计用一列显示具有视
6、觉暂留的特性，当画面以一定速率刷新时，人眼看到的就是连续的图像 器件即完成了全部内容的显示，扫描过程由机械转动更换位置来实现，其原理示意图如图所示 。 图温度采集电路 图红外遥控电路 图显示电路 主控电路 设计采用宏晶科技的单 片机为主控单元，该单片机具有增加的口， ，解决了普通单片机口不够的问题 主控电路用于控制前面介绍的各模块，晶振采 ，其原理图如图所示。用 无线供电电路 由于本设计对电源的要求比较特殊，为了 达到设计的美观和相应效果的稳定，最终采用 无线供电线圈模块进行供电。该模块由输入、 输出两部分组成，其输入端为的直流 电压，通过中级功率三极管构成自激震 荡电路，将直流电压转化成交流
7、电压并连接到 初级线圈，根据互感原理来调节初级、次级线 圈的匝数比即可得到适合旋转屏使用的电压。 另外初级线圈和次级线圈之间的距离也会影 响次级电压的大小，经过反复实验，最终得出 输出的交流初次级线圈距离最合适，图主控电路 第期周围：基于的旋转动态图像显示屏电压经过整流、稳压、滤波后得到的直流电压完全能够满足旋转屏上的单片机和的供电要求。其电路图如图所示 。 图无线供电电路 硬件制作与调试 硬件制作 本设计采用该软件通过把原理图设计、电路仿真、拓软件进行制板，绘制编辑、 ）扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，经过布线得到电路图如图（所示，由 热转印纸进行打印，再对无用部分
8、的铜板进行腐蚀，最终得到电路板（正、背面）及焊接完成的旋转屏电路 （）板如图所示 。 图硬件制作 硬件测试 将无线供电模块、电机、发射模块和散热片固定，连接电动机、电源、电源开关，并将直流电机与初级线圈安装在电机的转动轴上，最后将底座部分和旋转屏部分进行安 装，即完成了一个简易的旋转显示屏。根据视觉暂留原理，为了 观察到稳定、完整的动态图像，发光二极管在同一位置出现的间 ，。本设计选用即旋转周期应小于隔时间不宜超过 ，即电机旋转周期为的电机转速为帧频 。电路实物图如图所示。选取图实物图 光学仪器第卷 根据设定的特定功能，测试过程中可以清晰地看到动态文字、动态图像及实时时钟和实时温度等信 即可完
9、成文字及息的显示。其中，动态文字是通过取模软件，利用上位机使取模出的图形生成文件， 图像的显示编辑，部分测试效果如图所示 。 图动态显示效果图 结论 本文主要介绍了基于视觉暂留现象，利用单片机实现的旋转显示屏的设计及制作，详细地介绍了电路原理及硬件电路的实现，主要结论如下： （）利用高速运转的单排实现了动态文字及图像的显示功能。 （）从成本上考虑，电机应选择普通直流电机。 （）利用无线供电的方式可大大增加系统的稳定性。 参考文献： （）：任健铭基于电子世界，的两类旋转屏的研究与实现阎欢， （）：陈祥熙高亮度光学仪器，大屏幕的仿真杨荣， （）：石新春，李琦无线输电基本原理及应用研究科技资讯，张宇， （）：现代电子技术，金桂基于单片机时钟芯片定时开关的设计与仿真，张宁丹， （）：鲍超一种基于单片机和串口通信的实时光谱辐射测量仪光学仪器，张丽琼， （）：测色仪器串行口数据通讯技术光学仪器，蒋月娟，刘连峰， （）：智能温度传感器仪表技术，及其应用张军 （）：李磊民采用单片机发送并接收红外遥控信号的方法信息技术，聂诗良， （）：陈家胜光电测试仪器遥控键盘的设计光学仪器，单学民，郝学元， （）：王政林，薛凯方基于微型机与应用，单片机的，显示屏硬件设计刘晋，