线阵LED图文显示装置论文.doc

·1系统方案论证与比较·,该单片机具有超低功耗及强大的处理能力,并有高性能模拟技术及丰富的片上外围模块,其构成系统工作稳定,具有方便高效的开发环境,因此在性价比、功耗、速度都优越于其他控制器。·:采用步进电机来带动旋转平台,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的控制元件,使得在速度、位置等控制领域用步进电机变的非常简单。故不选择。方案二:运用直流电机带动旋转平台,直流动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点,所以目前直流电动机的应用仍然很广泛。由于步进电机转速不易调整,而直流电机机械特性和调节特性的线性度好,调速范围广、维护方便,满足题目要求,所以我们选择直流电机带动旋转平台。·:中功率三级管直接搭建。在电机驱动要求不高的地方可以由三极管直接搭建一个驱动电路,使用三级关搭建的电机驱动电路电路简单,但功率和性能一般。对输入信号要求较高,输出性能只能满足一般要求。方案二:使用单片机MSP430G2553 控制电机驱动芯片L298N。L298N的驱动能力强,输入电压可变化范围大,是一块专用直流电机驱动芯片。其各项性能都较好,但价格较高,在电机要求驱动器较高的地方使用较佳。在该系统中,带动旋转平台的直流电机使用L298N驱动模块,很容易实现对电机较稳的控制,故采用方案二。·:采用线性较好的光敏电阻,将光敏电阻串入控制电路的输出端再接入线阵LED灯,当光亮度变化时即可改变电流大小,从而达到亮暗调节。但是电路不稳定,故不采取此方案。方案二:采用光敏电阻与TLC555搭建电路。用TLC555、电容、电位器组成振荡电路产生稳定的PWM波输出。而光敏电阻的变化引起输出PWM波占空比的变化,从而改变显示亮度。电路简单,且易于控制,因此选定此方案作为环境亮度变化调节电路。·2理论分析与参数计算·,该限流电阻计算公式如下:根据设计要求,,,可求得限流电阻:经计算采用电阻与LED串联即可。·,线阵LED依靠旋转平台进行旋转,设电机周期为,LED完成需要时间为,软件延时为,它们之间存在下列关系:只要保证,经计算由,得,线阵LED就能很好的地显示图文。·,设电机周期为,LED完成需要时间为,软件延时为、,存在下列关系:保证成立,确定LED完成需要时间为,线阵LED就能很好的地显示秒表计时。·、电容,、电阻,和光敏电阻等组成振荡电路产生稳定的PWM波输出。则产生PWM波的周期、高电平及其占空比的计算公式如下:光敏电阻的变化引起输出PWM波占空比的变化,从而改变显示亮度,即电流控制。控制电流大小计算如下:·3电路与程序设计··,,通过电源调压芯片LP2950-。单片机按照一定的算法控制电机的转动,使电机转动稳定以完成各种控制动作,总体设计框图如图1。图1·、,采用12V开关电源给直流电机供电,-,系统电源电路图见附图一。·、串并转换芯片74HC164、16个限流电阻和16个LED组成的。单片机很好地利用软件程序发送串行数据,通过串并转换芯片把从单片机发出的数据通过限流电阻并行送到16个LED,控制线阵LED显示图文,单片机G2553控制电路图见附图二。·。用TLC555、电容、电位器组成振荡电路产生稳定的PWM波输出。而光敏电阻的变化引起输出PWM波占空比的变化,从而改变显示亮度,实现亮度随外界环境变化而自动调节,亮度自动调节电路图见附图三。`,把霍尔传感器固定到旋转平台,一块小磁铁固定到标志杆上,并与霍尔传感器水平一条线放置。当旋转平台边缘上网霍尔传感器经过标志位的小磁铁时,传感器感应到磁场发生变化,同时产生输出电压脉冲,并将此脉冲送入单片机。起始标志杆检测电路图见附图四。··