旋转led动态显示屏的设计学士学位论文.doc

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1、南京XXXXX学院专科生毕业论文 英文摘要提供全套毕业论文，各专业都有毕业设计（论文）旋转LED动态显示屏的设计 院（系） 自动控制系 专业班级 自动化XXX学生姓名 XXX 学 号 090XXX 指导教师 XXXX 评阅教师_ _ 20XX 年1X月 摘要进入新世纪，光电子产业在社会上受到了广泛重视，LED显示作为信息传播中的一种重要的手段，已被广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所。尤其在没有投影仪的地方，旋转LED的优越性体现得非常明显，在当今高度发达的经济市场上，富有创意、应用面广的、挪移方便、具有吸引力的信息传播系统显得十分的重要！二十一世纪是数字传播的时代，随着L

2、ED技术的应用和普及，数字LED显示屏的应用非常广泛。传统的LED显示屏以平面效果居多，旋转式LED环形显示屏的设计，是利用人眼视觉暂留效应，通过高速电机带动LED阵列旋转，给人们一种新的视觉体验。本设计基于STC89C52RC单片机，采用独立的LED，通过直流电机带动旋转，可形成平面显示效果可广泛应用于家居，企业和公共场所。本文在简要介绍旋转LED显示屏工作原理的基础上，详细说明了旋转显示屏的方案选择和系统结构设计，以及具体硬件电路和软件设计流程。在此基础上，本文还讨论了旋转LED显示屏设计中需要注意的一些关键问题，给出了相应的解决方案，并提出了一些改进和完善本系统的思路和设想。实际制作的L

3、ED旋转显示屏技术参数的测试结果，以及实际的运行效果表明，本文设计和制作的旋转显示屏符合设计要求，具有一定的创新性和实际应用价值。旋转 STC89C52RC单片机 时钟芯片DS1302 LED灯ABSTRACTIn the new century, the photoelectron industry wide attention by society, LED display as an important means of information dissemination, has been widely used in indoor and outdoor services, cont

4、ent and services needed publicity purposes in public places. In particular, there is no projector in place, rotating LEDs superiority reflected very clearly in todays highly developed economy markets, creative, application wide, the diversion of convenient, attractive information dissemination syste

5、m is extremely important! The twenty-first century is the era of digital communication, with the LED technology and the popularity of digital LED display is widely used. Traditional LED display to effect mostly flat, circular rotating LED display design is the use of temporary stay in the human visu

6、al effects, high-speed motor to drive the LED array rotation, the formation of 360-degree circular display can stand on any point of view, complete without viewing dead, to give people a new visual experience. The design is based on STC89C52 MCU, using separate LED, driven by DC motor rotation, can

7、form two-dimensional effect, it can be widely used in homes, businesses and public places. On the base of introducing the working principle briefly, the project choice and system configuration of the revolving LED display are shown in this paper, and the hardware and software of the system are intro

8、duced in detail. Otherwise, some of the design keys of the novel LED display are discussed, and some improved steps are given in the paper. The performance and the technical parameters measured by metrical instrument show that the system meets the design requirements. Therefore, the novel LED displa

9、y has some creative design and applied value by all means.Keywords: Rotary; LED array; STC89C52第一章 绪论1.1课题背景随着信息化社会的到来，促进了现代信息显示技术的发展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息显示产品，纵观各类显示产品，各有其所长和适宜的市场应用需求。但是随着LED材料技术和工艺的提升，LED显示屏以突出的优势成为平板显示的主流产品之一，并在社会经济的许多领域得到广泛应用，主要包括：证券交易、金融信息显示；机场航班、汽车站动态信息显示；港口、车站旅客引导信息

10、显示；体育场馆信息显示；道路交通信息显示；调度指挥中心信息显示；邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示；广告媒体新产品介绍；大型演出和集会；展览会、宣讲会。1.1.1此设计本身存在的作用进入新世纪，光电子产业得到社会广泛的重视，信息显示技术发展迅速，随着LED器件材料性能的不断提高，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所。尤其在没有投影仪的地方,旋转LED的优越性体现得非常明显，传统的LED字屏相比价格高昂、操作麻烦，放置位置固定、应用面狭窄、挪动不变；而传统的平面显示，信息量不大，互动性不强，显得十分的不便。因此，设计一个可以经常方便变换内容、能够携带方便

11、、信息容量大、价格低廉、结构简单的信息播放系统旋转LED显示屏，具有十分实际的意义。1.2国内外发展现状一、LED显示屏发展的简要回顾发光二极管（LED）是六十年代未发展起来的一种半导体显示器件，七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P-N结形成技术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。LED显示屏发展经历了三个阶段：（1）1990年以前LED显示屏的成长形成时期。一方面，受LED材料器件的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛展开，另一方面，显示屏控制

12、技术基本上是通讯控制方式，客观上影响了显示效果。这一时期的LED显示屏在国外应用较广，国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通讯控制，灰度等级为单点4级调灰，产品的成本比较高。（2）1990-1995年，这一阶段是LED显示屏迅速发展的时期。进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。蓝色LED晶片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场；电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高。这一阶段，LED显示屏在我国发

13、展速度非常迅速，从初期的几空企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几亿元，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。（3）1995年以来，LED显示屏的发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。1995年以来，LED显示屏产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了一系列新的问题，有关部门对LED显示屏的发展予以重视并进行

14、了适当的规范和引导，目前这方面的工作正在逐步深化。国外发展现状2008年全球LED市场销售将逾56亿美元美国市场研究公司CommunicationsIndustryResearchers(CIR)预测，5年内全球LED市场将从2004年的32亿美元，增长至2008年的56亿美元。CIR新出的报告指出:2006年之后高亮度LED(亦即HB-LED)尤其是超高亮度的LED(又称UHB-LED)，销售增长幅度势必极速B-LE到在2008年的营收估计可达26.4亿美元，而UHB-LED可望占全球LED市场的22%。CIR表示：“一般照明设备将是未来的主流，2008年可望达8.44亿美元。”其分析师预计

15、明年将是LED发展的重要关键：“因成本大幅减少，数量势必剧增。”1.2.1国内LED显示屏研究现状我国的LED显示屏产业经过几年的发展，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。在国内市场上，国产LED显示屏的市场占有率近100%，国外同类产品基本没有市场，LED所占的市场将会越来越大，影响也会越来越深远。我国的LED显示屏产业已成较大规模，技术水平相对领先，应用领域也很广泛的特点。2008年北京举行的奥运盛会虽已顺利闭幕，但所展现出的种种前所未有的规模已经深深的烙在了全世界人的心中。特别是奥运盛会上所应用的LED产品类型和数量规模都是空前的。LED显示屏作为一种新型的显示器件出现在2008 年北

16、京奥运会的开幕式、比赛场馆、奥运文化广场以及奥林匹克公园等LED项目中，国内LED企业承接了主要的工程项目，提供了大量的LED产品,总体上展示了我国LED行业的技术产品优势和产业发展水平。也体现了我国LED产业的力量和技术这也在一定程度上预示着 LED 产业必是未来的一种趋势。1.2.3 LED显示屏制作方案比较生产LED显示屏有多种方案，具体情况如下介绍： 点阵模块方案：最早的设计方案，由室内为彩点阵屏发展而来。优势：原材料成本最有优势，且生产加工工艺简单，质量稳定。 缺点：色彩一致性差，马赛克现象较严重，显示效果较差。 单灯方案：为解决点阵屏色彩问题，借鉴户外显示屏技术的一种方案，同时将户

17、外的像素复用技术（又叫像素共享技术，虚拟像素技术）移植到了室内显示屏。优势：色彩一致性比点阵模块方式的好。 缺点：混色效果不佳，视角不大，水平方向左右观看有色差。加工较复杂，抗静电要求高。实际像素分辨率做到10000点以上较难。 贴片方案：采用贴片发光管为显示元件的方案。 优势：色彩一致性，视角等重要显示指标是现有方案里最好的一种，特别是三合一表贴的混色效果非常好。 缺点：加工工艺麻烦，成本太高。 亚表贴方案：实际上是单灯方案的一种改进，现在还在完善之中。 优势：在显示色彩一致性，视角等首要指标和标贴方案差别不大了，但成本较低，显示效果很好，分辨率理论上可以做到17200以上。 缺点：加工还是

18、较复杂，抗静电要求高。因此在进行方案选择时，应根据实际情况来加以选择，如若选错，或者选择的方案不是最佳方案，轻则损失些许资金；重则，自身的品牌也将不保，从中可以看出科技的重要性是不可小觑的。1.2.4 LED显示屏研究现状总结随着LED高性能材料的发展，LED显示屏也必将得到发展，从而旋转LED显示屏也将随之发展，由于旋转LED显示屏制作起来，成本低廉，调试方便，给人们带来一种新的视觉体验。而且在显示相同信息量上，旋转式LED显示屏使用的发光二极管数量更少，可有效降低能耗和维修成本。本设计无论是从观赏性、实用性和成本上考虑，都具备传统LED显示屏无法比拟的优越性。特别适合作为家居的一件艺术，也

19、可以作为企业宣传的一个平台，更适合在人潮汹涌的公众场所。其使用范围非常广，市场前景很好。相信未来旋转式LED环形显示屏将会迎来广阔的市场空间，带来无穷的商业价值。1.2 主要研究内容红外遥控器控制红外接收管，红外接收管接收信号，传给单片机处理信号，可以达到单片机控制显示滚动显示汉字、数字，旋转时钟调时和复位。对类似旋转广告屏等装置进行调研，实现旋转时钟的设计与实现。当它工作时，电机带动一排高亮LED绕电机轴旋转，LED灯在单片机控制下进行一定规则的显示，从而形成平面显示汉字、并实现滚动显示的情况，并模拟出一个时钟的时针、分针和时间刻度，并按每分每小时走动。2 总体设计方案2.1 系统总体方案设

20、计旋转LED显示屏是通过一个旋转的电路板，电路板上排列的24个LED灯受单片机控制在特定的位置（传感器感应位置）亮或灭，从而显示出特定的字符或图形。本作品主要是根据人的视觉暂留原理设计的。采用高速旋转的电机带动电路板高速旋转，从视觉效果上就会产生一种圆盘状的LED显示屏的状态。旋转显示屏是利用机械转动动态扫描代替传统逐行扫描方式，是一种新型的显示屏，具有成本低，可视范围大的特点，是LED显示屏的一个新的发展方向。其实质就是与机械转动配合起来的动态扫描显示技术。本次“旋转LED显示屏”的制作用于提高我们的实践能力和创新能力，激发学生学习兴趣，引导自主学习及培养创新能力、协作精神、工程实践素质。本

21、设计利用高速旋转中控制LED的亮灭，进行字符的显示，控制器采用单片机，完成显示内容的传输、字库的转换、显示等功能。动态扫描原理是利用人眼具有视觉暂留的特性，当画面以一定的速度刷新时，我们看到的就是连续的图像。例如：传统的逐点扫描方式，采用逐行换位的扫描方式，每一行都必须要有LED显示器件，这使显示屏成本偏大，功耗增加。旋转扫描采用了不同的形式，其显示器件只有一列，由机械旋转运行到某一位置时就显示该位置的状态，到下一位置后又显示下一位置的状态，即一列图像要完成全部图像的显示，扫描过程由机械转动更换位置来实现的。旋转LED显示的旋转显示，可采用机械旋转的扫描方式。2.1.1电路结构图的设计系统总体

22、由软件和硬件两部分构成。硬件部分由单片机、DS1302时钟芯片、LED阵列、电源、旋转电机、绕线圈、红外接收管、红外遥控器组成。总体框图如下： 图2-1系统整体方框图旋转时钟设计方案有八部分基本组成，首先由电源给电机供电，从而可以使电机旋转，这样可以让绕线圈耦合产生感应电压，就可以给旋转板供电，旋转板是以单片机为核心，有DS1302提供时钟信号脉冲。红外遥控器控制红外接收管，红外接收管接受信号，传给单片机处理信号，可以达到单片机对旋转时钟调时和复位。2.1.2电路原理图的设计 图 1.2.1 主控板原理图2.2 总体方案设计及硬件指标2.2.2方案比较与论证单片机、LED等电路必须安装在高速旋

23、转的电动机上面，无法采用电线进行供电，使系统供电变得极为麻烦，常见的方法有2种。方案一：用电动机电刷的方法，简单有效；请注意：这样寿命很短，必要时请自行在电路板上加焊一层耐磨导电层，如果电刷触点不够光洁以及接触压力大，几小时就可以将线路板上的铜皮磨穿。方案二：直接用电池给主板供电，电池装在主板上随主板转动，成本高，寿命短，影响转速。综合以上2种方案的优缺点，我们选择了用电刷供电的方法，而DS1302芯片则用普通纽扣电池供电即可。电源基板主要负责为电机提供稳定的直流电，并通过电刷给指针板送电，是能源中心。虽然结构简单，但也是必不可少的一个环节，必须要保证电源稳定可靠。直接由+12V的变压器通过插

24、孔给电路板送电，经电容及电位器后接直流电机。再经过7805降压稳压成+5V输出电压。3 硬件设计3.1 旋转指针板的设计指针板是旋转时钟的关键部分，负责显示功能，指针板上有一排超高亮的LED灯。它们就是显示部件了，亮点所在。为了制作方便，我们把单片机、时钟芯片、发光二极管、一体化红外接收头等器件焊接在一块指针型的电路板上，这样可以使旋转的电路成为一个独立的系统，只需要外部送电进来就可以正常运作。电路板中心钻一个电机轴插孔，插孔为半圆并且半径与电机轴相等，电机轴插入其中带动指针板旋转。该电路板越轻越好，LED灯可用贴片式。LED灯数目根据不同用处可选多选少，我们设计的时钟需要能显示“12、3、6

25、、9”这四个整点数字和秒针、分针、时针，这样我们用6支LED灯显示数字，18支用来显示秒、分、时三针，另外再加一支内框一支外框灯，总共25支LED灯，也足够用来显示汉字和英文。在这个项目中，一共采用了25支LED。也就是说每一列上可以分辨的显示点有25个点。当然，这只是视觉上的显示效果。但为了节省单片机I/O管脚，并不是每支LED灯都由一个I/O管脚控制的。通过分析，发现靠近内圈的那十几支LED，除了用做显示时钟指针外，并不适合用来显示字符。而在显示指针时，这部分LED的亮灭是同时发生的，这样就可以用一个I/O口来控制这组LED，让它们是同时亮或者同时灭。除了以上几点外，需要考虑的还有显示稳定

26、问题：比如指针板旋转扫描一圈完成了数字“12”的显示，如果电机速度因为各种原因而不稳定，转下一圈所用的时间多于（或少于）上一圈的，那么数字“12”将会移到上一次显示位置的左侧（或右侧）。为了解决这个问题，在指针板上加装一个红外接收管。当接收到与之配对的红外发光二极管（红外发光二极管安装在电机外壳上，并与接收管对齐）发出的红外线后，就会反向导通，接到单片机外部中断，将会触发外部中断。指针板每旋转一周，就会产生这样一个中断信号，这个信号被称为“过零信号”。有了这个信号，单片机就可以在指针板旋转过程中实时检测计算指针板的角度位置，并根据指针板所处的不同位置，点亮相应的LED，这样每转一圈就能消除一圈

27、的误差，使得显示内容保持稳定。3.2 时钟芯片DS1302大多数的单片机没有实时时钟部件,一旦系统掉电时钟就不能运行,下次再运行，时间就不准确了。即便使用备用电池,但要维持单片机系统的较大功耗也是坚持不了多久的。而我所做的旋转时钟用到的单片机主要是来准确显示时间的，因此实时时钟部件必不可少，这里我用了MAXIM公司的DS1302时钟芯片作为实时时钟部件，保证时间的长久准确性。DS1302 有着很强的功能。包括时钟/日历寄存器和31 字节（8位）的数据暂存寄存器，数据通信仅通过一条串行输入输出口。实时时钟/日历提供包括秒、分、时、日期、月份和年份信息。闰年可自行调整，可选择AM/PM的12 小时

28、制或24小时制。只通过三根线进行数据的控制和传递：CE(输入信号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。)；I/O(三线接口时的双向数据线)；SCLK(串行时钟输入)。通过备用电源可以让芯片在小于1MW的功率下运作。对时钟寄存器初始化可以设定当前时间,控制芯片的运行,时间是用BCD码保存的,RAM可以用来存取用户数据,在用了备用电池后RAM内的数据在系统掉电时能够保持不丢失。芯片采用了简单的I2C 三线通信方式,便于节省芯片资源和与之接口的MCU的引脚。芯片有着2.05.5V的宽供电电压范围,

29、在5V供电时其接口与TTL电平兼容。并且有着很低的功耗,在2.0V供电时仅耗300nA 的电流。引脚X1 和X2 连接32.768kHz 晶体,与内部振荡器组成时钟。晶体的精度直接影响着芯片时间的准确与否。DS1302有两个电源引脚VCC1和VCC2，分别连接备用电池和电源VCC。VCC2与主电源连接，VCC1接备用电池。当VCC2低于VCC1时,芯片由VCC1供电；当VCC2-VCC10.2V时,备用电池为芯片供电。在VCC2供电时芯片能够对接在VCC1的备用电池充电,并且是否充电和充电电流都可以由芯片内地址为08H的时钟寄存器进行控制。DS1302与单片机的硬件接线图如下图所示。 图3.2

30、.1 DS1302硬件接线图在进行任何数据传输时，CE必须被制高电平（虽然CE被置为高电平，但内部时钟还是在晶振作用下不停地计时的），在每个SCLK上升沿时读入数据，下降沿时写出数据。每个字节的传输都是由控制字节(如表1所示)指定的，控制字节的最高位Bit7必须是“1”，否则读写将会被禁止。bit6 为“0”则指定对时钟/日历寄存器进行读写操作，为“1”则对RAM区的数据进行读写操作，bit1-bit5 指定相关寄存器进行输入输出操作，最低位bit0 指定是输入还是输出，为“0”则为写，相反则为读，输入输出根据脉冲的上升沿和下降沿串行进行。765432101RAM/用来表示相关寄存器的地址RD

31、/表3.2.2 DS1302控制字节控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）开始。同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。数据读写时序如图3.2.3所示。图3.2.3 DS1302数据读写时序通过8个脉冲便可读取一个字节，从而实现串行输入与输出。最初通过8个时钟周期载入控制字节到移位寄存器。如果控制指令选择的是单字节模式，连续的8个时钟脉冲可以进行8位数据的读写操作。8个脉冲便可读写一个字节。载入控制字节后就可以对时钟/日历寄存器进行

32、相应操作，时钟/日历寄存器如下表所示。读寄存器写寄存器BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2-BIT0范围81h80hCH16-59秒0-15秒00-5983h82h16-59分0-15分00-5985h84h12020-2315-19时0-15时1-12/0-23/PM87h86h00016-31日0-15日1-3189h88h00010月月1-128Bh8Ah000001-7周1-78Dh8Ch015-99年0-15年00-998Fh8EhWP0 秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。当该位置1时,时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位置为0时，

33、时钟开始运行。小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式下，位5为1时，表示PM。在24小时模式时，位5是第二个10小时位(20-23时)。控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保护位（WP），其它7位均置为0。在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。3.3 电源基板的硬件设计电源基板主要负责为电机提供稳定的直流电，并通过无线供电技术给指针板送电，是能源中心，如图3.3.1所示。虽然结构简单，但也是必不可少的一个环节，必须要保证电源稳定可靠。

34、 图3.3.1 电源基板硬件3.4 CMOS移位寄存器 74HC595 74HC595是一款漏极开路输出的CMOS移位寄存器，输出端口为可控的三态输出端，亦能串行输出控制下一级级联芯片。 其高速移位时钟频率Fmax25MHz ，接口采用标准串行（SPI）接口，CMOS串行输出，可用于多个设备的级联，同时其低功耗，使得常温下 Icc=4A（MAX） 管脚说明：引脚图： STC12C5A360S2单片机 STC12C5A60S2单片机内部集成MAX810专用复位电路，时钟频率在12MHZ以下时，复位脚可接1K电阻再接地，也可以使用如右图所示的复位电路。晶体振荡器M的典型值是11.0592MHz，电

35、容C1、C2的典型值是47Pf。cpu单片机的中央处理器CPU由运算器和控制器组成。运算器以8位算术/逻辑运算部件ALU为核心，加上通过内部总线而挂在其周围的暂存器TMP1，TMP2，累加器ACC，寄存器B，程序状态标志寄存器PSW以及布尔处理机就组成了整个运算器的逻辑电路。控制器是CPU的大脑中枢，包括定时控制逻辑、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC、堆栈指针SP、RAM地址寄存器、16位地址缓冲器等。存储器STC12C5A60S2单片机存储器结构的主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是分开的，有4个物理上相互独立的存储器空间：程序Flash存储器、数据Flash存储

36、器（EEPROM）、内部数据存储器和外部数据存储器程序Flash存储器用于存放用户程序、数据和表格等信息。STC12C5A60S2单片机片内集成了60KB的程序Flash存储器，其地址为0000HF000H。单片机复位后，程序计数器的内容为0000H，从0000H单元开始执行程序。特殊单元 0003H 外部中断0中断服务程序的入口地址000BH 定时/计数器0中断服务程序的入口地址0013H 外部中断1中断服务程序的入口地址001BH 定时/计数器1中断服务程序的入口地址0023H 串行通信口1中断服务程序的入口地址002BH ADC中断服务程序的入口地址0033H 低电压检测中断服务程序的入

37、口地址003BH PCA中断服务程序的入口地址0043H 串行通信口2中断服务程序的入口地址004BH SPI中断服务程序的入口地址读取程序存储器中保存的表格常数等内容时，使用MOVC指令。数据存储器也称为随机存取数据存储器。STC12C5A60S2单片机的数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间：内部数据存储区和外部数据存储区。（1）内部数据存储区STC12C5A60S2单片机片内集成了256字节RAM，可用于存放程序执行的中间结果和过程数据。内部RAM的地址范围是00HFFH，共256个单元，分为三部分：低128字节RAM：00H7FH。用“MOV”和“MOV Ri”指令访问。高128

38、字节RAM：80HFFH。用“MOV Ri”指令访问。特殊功能寄存器（SFR）区：80HFFH，用“MOV”指令访问。STC12C5A60S2单片机内部集成了1K字节的数据Flash存储器（EEPROM），地址范围是0000H03FFH，与程序Flash存储器空间是分开的。这1K字节的数据Flash存储器分为2个扇区，每个扇区包含512字节，对应的地址范围分别为：第一扇区：0000H01FFH 第二扇区：0200H03FFH使用时，建议同一次修改的数据放在同一个扇区，不是同一次修改的数据放在不同的扇区，不一定用满。数据Flash存储器的擦除操作是按扇区进行的。这些数据Flash存储器擦写次数在

39、10万次以上，可用于保存一些需要在应用过程中修改的一些参数数据。 第四章 旋转LED动态显示屏设计的控制思 想4.1本课题的实现基本原理4.1.1成像基本原理视觉暂留(POV)即视觉的短暂停留。人眼观看物体时，物体的像会成到视网膜上。视网膜上的光感细胞将光信号转换为生物电信号通过视神经传给大脑。然而，当物体移去后，视神经对物体的印象不会立刻消失。现代医学已经证明，人眼看到一个物体后，在1/24秒内不会消失。这种现象叫做视觉暂留，也叫人眼的惰性。这种惰性会使人的视觉产生重叠，使物体“变静为动”。所以，以每秒超过24帧画面以上连续呈现静态画面时，我们会看到平滑连续的动态画面。基于视觉暂留的旋转线阵

40、LED显示屏指的是利用人眼的视觉暂留效应1，通过机械扫描的方式让一列线阵LED在正确的位置上使特定的LED发光而形成图形、文字等的一种显示屏。按其机械结构，旋转线阵LED显示屏主要有圆形和圆柱面两种基本类型(另外还有球形、漏斗形等显示屏，它们实质上只是圆柱形显示屏的一种特例)。2.圆形POV显示原理在基于POV的圆形旋转线阵LED显示屏中，一个条状PCB板上集成了20个贴片型发光LED，下文简称线阵LED1。集成有LED的PCB板绕其一端随电动机转动，当转动到合适的角度时点亮合适的LED就可以显示需要显示的内容，其示意图如图1所示，而在何处点亮哪些LED就应该符合圆形LED屏的显示原理，图2和

41、图3分别描述了圆形指针式时钟和数字式时钟的显示原理。在图2中，图2(1)指定了20颗LED用于显示表盘、时间刻度、时针、分针和秒针的颗数及分布。明显可以看出最内和最外一颗用于显示表盘的内圈和外圈。自内向外，第19颗用于显示时针，第112颗用于显示分针，第115颗用于显示秒针，第1719颗用于显示时间刻度。具体来讲，3颗亮表示12点刻度，2颗亮表示3、6、9点刻度，1颗亮表示其余时间刻度。图3描述了圆形LED显示屏显示数字的原理，即是在每一圈旋转内的时间内，点亮第1、7、11、15及20颗LED，在 的下一个时刻点亮第1、715及20颗LED就可以显示数字3。4.1.2汉字显示原理我们以UCDO

42、S中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素范围内的任何图形。 图4.2 汉字显示原理图4.2字体、图形具体显示过程解析此设计所需的字模，可视为一16*16的点阵字模，具体如下图所示：1234567811091112131415161P1.72P1.63P1.54P1.45P1.36P1.27P1.18P1.09P2.710P2.611P2.512P2.413P2.314P2.215P2.116P2.0图4.3

43、字体显示示意图注： 表示LED点亮； 表示LED未点亮。4.2.1变量定义将图12中的P0整个8位I/O端口替换为P1，I/O口即可，并且排序为：从上至下：P1.7-P1.0，与图中有所差别；实际设计时上8位设计为P1，I/O端口。此设计8位的STC89C52单片机控制，由于单片机的总线为8位，一个字需要拆分为2个部分。一般我们把它拆分为上部和下部，上部由8*16点阵组成，下部也由8*16点阵组成。故变量定义为：16个LED所对应的I/O接口为；上8位：从上至下对应为: P1.7，P1.6，P1.5，P1.4，P1.3，P1.2，P1.1，P1.0；下8位：从上至下对应为：P2.7，P2.6，

44、P2.5，P2.4，P2.3，P2.2，P2.1，P2.0。实际设计I/O端口为低电平有效。如图13所示。4.2.2字体、图形显示解析在本例中单片机首先显示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的P10-P17口。方向为P17到P10 ,显示汉字“大”时，P12点亮,由下往上排列，为P1.0 灭，P1.1 灭, P1.2 亮P1.3 灭, P1.4 灭, P1.5 灭,P1.6 灭,P1.7 灭。即二进制00000100，转换为16进制为 04h。上半部第一列完成后，继续扫描下半部的第一列，为了接线的方便，我们设计成由上往下扫描，即从P27向P20方向扫描，从图可以看到，这一列全部为不灭，即为

45、00000000，16进制则为00h。然后单片机转向上半部第二列，仍为P12点亮，为00000100，即16进制04h；这一列完成后继续进行下半部分的扫描，P21点亮，为二进制00000010，即16进制02h.依照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描32个8位， 可以得出汉字“大”的扫描代码为：利用16*16点阵字模提取软件将“大”字字模提取（亦可画表推算，但速度较慢，不可取）。如图所示，取模时设置为竖向读取：故“大”字16进制字模为：0x04, 0x00, 0x04, 0x02, 0x04, 0x02, 0x04, 0x040x04, 0x08, 0x04, 0x30, 0x05, 0xC0, 0xFE, 0x000x05, 0x80, 0x04, 0x60, 0x04, 0x10, 0x04, 0x080x04, 0x04, 0x0C, 0x06, 0x04, 0x04, 0x00, 0x00注：由于实际设计为低电平输出有效，故：在实际编程时需对所有的16进制字模进行取反操作。现将此