家电小知识:基于线阵LED的动态显示系统

导读新时代发展越来越快相信很多小伙伴对家电知识这方面很朦胧吧,正好小编对家电方面颇有研究,现在就跟小伙伴们聊聊一篇关于基于线阵LED的动

新时代发展越来越快相信很多小伙伴对家电知识这方面很朦胧吧,正好小编对家电方面颇有研究,现在就跟小伙伴们聊聊一篇关于基于线阵LED的动态显示系统,相信很多小伙伴们都会感兴趣,那么小编也收集到了有关基于线阵LED的动态显示系统信息,希望小伙伴们看了有所帮助。

  LED点阵作为一种新型的显示材料,近年来发展很快,市场前景良好.其中LED大屏幕显示屏被广泛地应用于工业、交通、商业广告、新闻发布、体育比赛、电子景物模拟等领域.但现有的LED大屏幕,要求数量众多的LED和驱动芯片,并且控制复杂,使得显示屏价格昂贵,不易操作.目前国内有一些研究成果存在显示亮度不均匀、不能实时显示等缺点 .据了解,一般都是将要显示的内容烧录进芯片,内容固定循环显示,无法实时变更显示内容及显示方式,不方便使用,而且价格昂贵.本文将应用视觉暂留的原理,研制出一种新型环形显示系统.通过电机带动一列64位LED高速旋转,由单片机精确控制实现字符、图形及简单动态画面的清晰显示,可实时变更显示内容及显示方式.系统原理应用巧妙、技术含量高、成本低廉、市场前景广阔,可成为新的经济增长点 .

  研制一种利用人眼视觉暂留效应的线阵LED动态显示系统.该系统由电机带动一列LED高速旋转,通过单片机精确控制LED的亮灭时间,从而实现字符、图形及简单动态画面的显示.采用Visual Basic 6.0编写取模软件,将要显示的内容取模转换为数字信号,并将该信号用无线或有线方式传输给显示屏.系统由PC机端软件、移动控制器、显示屏3部分组成,能够实时变更显示内容及显示方式,可在360。范围内提供清晰的显示画面.

  1 原理

  1.1 视觉暂留效应

  视觉暂留效应是指景物发出或反射的光,在人的视网膜上所形成的光像会在人的视觉中保留一段时间,即使景物从视野中消失,所成的光像也不会马上消逝.暂留时间约为0.05~0.2 s.实验表明,当外界光源突然消失时,人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减少的.这样当一个光源反复通断,在通断频率较低时,人眼可以发现亮度的变化;而通断频率增高时,眼睛就逐渐不能发现相应的亮度变化了.通过实验证明临界闪烁频率大约为24 Hz.因此采用每秒24幅画面的电影,在人看起来就是连续活动的图像了.由于视觉具有暂留性,人们在高于临界闪烁频率的反复通断的光线时,所得到的主观亮度感受实际上是客观亮度的平均值.视觉暂留效应可以说是静态图像和运动图像显示的视觉生理基础.当光源是以脉冲式发光时(间隔很小时),人看上去会感觉到它是一直发光的,是平均的亮度.

  1.2 显示基本原理

  本系统是利用视觉暂留原理来实现字符或图像的显示.把64个超高亮度的LED并排成一列,然后将要显示的汉字分解为32&TImes;32的点阵式、图型分解为64&TImes;64 的点阵式,通过单片机编程把每一列的数据按顺序送给LED点阵,通过电机的高速转动带动LED旋转,每一圈就重新刷新要显示的内容,这样由于人眼的视觉暂留效应,使人看到的显示内容效果跟平面连续显示效果一样.

  2 硬件系统

  硬件系统主要有移动控制器和显示屏两部分组成,如图1所示.移动控制器主要负责接收PC机端软件取摸数据、加入控制字符并保存,还能向显示屏发送特定控制命令、切换显示内容、改变显示效果.显示屏主要有电机控制转速和单片机控制E 3j LED显示 内容等.

  

硬件框图

  2.1 移动控制器

  移动控制器是由5部分组成:单片机AT89C55、串行口收发器、无线发送模块、键盘、液晶显示屏.

  单片机选用AT89C55,内存量较大;串行口收发器,利用成熟的串行收发芯片MAX232组成;无线发送模块,采用RFW102芯片组,它是一种半双工DSSS的无线收发两用Ic,采用ASK调制方式,工作频率是2.4 GHz,功耗非常低.该芯片组是短程无线收发Ic,最高传输速率为1 Mb/s;键盘控制键由4个键组成,分别为“确定”、“退出”、“左移”、“右移”,由于键数较少,所以分别直接接到4个I/O口;液晶显示屏,选用128 x 64的液晶模块,可与CPU直接通讯.键盘和液晶组成了强大的遥控控制菜单.通过“退出”、“确定”、“左移”、“右移”4个键实现从PC机接受数据、保存数据、无线发送数据等强大功能.

  2.2 显示屏

  显示屏主要由单片机控制电路、一列64位超高亮度LED组成的列点阵、电机3部分组成.

  单片机控制电路 主要由89S8252单片机、无线接收模块和若干7415373锁存器组成.利用高性价比的AT89S8252单片机作为主控制器,它自带EEPROM,可作为显示缓存,省去常规的扩展外部存储器,简化外围电路,兼容MCS51指令,是功能强大的单片机.电路设计了有线和无线两种接收数据方式,无线方式接收数据后,把数据存储在EEPROM中,这样断电后也不会丢失数据.另外在单片机的总线上扩展了8个7415373,每个7415373控制8个LED,因此单片机能灵活控制64个LED的亮灭状态.

  电机部分由可调速直流电机、直流调速器、电刷组成.电机选用Panasonic公司所生产的一款速度可调的直流电机,它的额定工作电压是220V,可调速度范围是0~6 000 r/min.调速系统采用端电压调速法.

  3 软件系统

  3.1 PC机软件

  PC机软件采用Visual Basic 6.0编程.能直接取字模、发送数据,界面友好,操作简单.主要功能是实时将汉字、英文、数字以及图型在PC机上转换为一定规则的数据信息,并将此数据通过Pc机的串行口传送到单片机处理.

  3.1.1 设计思路

  软件采用实时的方式取模:数据 图形—数据.通过引入图形这个中间量,使得提取字模变得灵活,无论任何字体、符号,都可以实现即时转换.Pc机软件主程序流程图见图2.

  

PC机主程序流程图

  

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