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旋转字幕

2019-12-26 09:37:40创新案例 8125人已围观

  点阵显示屏作为信息传递的平台,被广泛地应用于学校、商场等场合,但随着显示内容的增加,显示屏幅面也要增大,不仅增加成本,也不便于维护‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  如果能采用旋转灯效的柱状LED显示屏,实现旋转字幕的设计,就可以在不增加LED数量的基础上显示所需的内容‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  一、制作材料

  单片机、直流电机、发光二极管、整流二极管、红外发射管、红外接收管、三极管、电阻、电容、电池、铜线等‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  二、制作过程

  (一)硬件系统

  1.旋转主板

  旋转主板包含主控模块和显示模块,如图1所示。STC15F2K32S2单片机是主控模块核心,承担着检测电机转速、确定显示起始位置、控制LED显示的任务。将单片机、程序下载口和红外接收管焊接在主板背面,LED显示模块垂直固定在主板正面。

  2.供电底座

  供电底座即电源模块,主要包括直流电源输入插座、振荡电路、输电线圈、直流电机、红外发射管和启停按钮。

  由于供电底座要承载主板,且在主板旋转时不能振动,因此我选用一个铁盒作为底座的包装。将直流电源插座和启停按钮安装在铁盒外壁两侧,振荡电路和电机焊接后安装在铁盒内部,输电线圈和红外发射管装在铁盒顶端,如图2所示。将旋转主板和供电底座安装在一起,整体效果如图3所示。

   (1)供电方案

  电机和旋转主板共用一个电源,电源给电机直接供电,旋转主板通过线圈耦合的方式进行无线供电。这种方式设计简单,但传输距离短,为了保证传输效率,两个线圈的间隙应小于1cm。

  由电磁感应原理可知,要使原边线圈产生磁场,通过线圈的电流必须为变化的。而供电的电源为直流电,它与线圈之间必须加一个振荡电路,所以我加了一个LRC振荡电路,如图4(a)所示,经过两个具有推挽结构的三极管产生直流脉冲,L1获得一个高频的电压信号,此信号通过电磁感应传给整流电路中的L2,如图4(b)所示。L2将这个信号整流、滤波、稳压后即可得到单片机和LED的供电信号,即旋转主板的供电电源。

  (2)直流电机驱动与转动测量模块

  在电机和电源之间串联一个按钮开关。将电机固定在底座内部的顶端,电机轴通过顶端的孔延伸出来,便于连接旋转主板。

  红外发射和红外接收对管用于测量电机转速和转动位置,由单片机控制;为红外发射管串联一个470Ω的电阻,红外接收管串联一个2KΩ的电阻,用作限流。

  (二)控制程序编写

  本次设计采用Keil μVision4作为编程环境。首先提取字模,再设计显示程序。程序通过红外对管检测,确定显示起始位置,单片机从显示数据库中读取所要显示的字的字模数据,按照点阵逐列传给LED显示,显示完成后将LED状态重置,延时后开始下一阶段显示。因此,程序主要分为电机转速检测、起始位置确定和滚动显示3个模块,用三个中断实现。

  LED逐列显示,通过高速旋转显示相应的内容,因此,影响显示效果的主要因素就是亮、灭时间的合理选择,过长或过短都会导致字体变形。经过多次测试,亮、灭时间比例为3∶4时显示效果最佳。(指导老师:王 维)



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