线阵LED图文显示装置论文.docx

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线阵LED图文显示装置论文
2012年陕西省第三届大学生德州仪器（TI）杯模拟及模数混合电路应用设计竞赛
设计报告封面
参赛队，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。
· 显示亮度自动调节分析与计算
采用TI的TLC555、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
· 电路设计
· 系统总体方案设计
本系统将外接的12V电源给电机供电，电源为控制器供电，通过电源调压芯片LP2950-33LPR为系统提供电压。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
· 系统电源设计
系统需要12V、电源，采用12V开关电源给直流电机供电，需要的电压则从锂电池通过TI公司的电源调压芯片LP2950-33LPR位系统提供电压，系统电源电路图见附图一。
· 单片机G2553控制电路的设计
控制电路主要有单片机MSP430G2553、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。
·
通过采用TI公司的芯片TLC555与光敏电阻搭建电路。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，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。
` 起始标志杆检测电路设计
本电路采用霍尔传感器采集数据并检测标志杆，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。
· 程序设计
· 主程序设计
当系统上电后单片机初始化后，先进行LED检测，按键触发计数选择显示不同的图文，程序则按照相应部分的程序算法执行，主程序流程图如图2。
图 2
·4测试结果
· 测试仪器
示波器DS1302CA、万用表DT-9205
·测试结果完整性
LED构成的线状点阵及其控制电路，安装于可旋转的平台上，在平台的中心设置一个按键，用于功能的切换，电机带动平台以合适速度旋转。
，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。
，实现16个同心圆图形分别顺序（由大到小）和逆序（由小到大）显示，每个同心圆图形显示时间为秒左右。
显示亮度能依据环境亮度变化自动调节。
，显示字符“TI杯”，要求字符显示较稳定，无明显漂移。
，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60±1秒。
·测试结果分析
经过测试，可以确定系统构架设计比较合理，可以很好确定旋转平台的中心，电路功能实现基本符合设计要求。
·5 结束语
经过多日的辛勤努力，系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标，在硬件调试的过程中，我们遇到很多问题。由于时间紧，工作量大，系统还存在许多可以改进的地方。本次竞赛锻炼了我们各方面的能力，虽然我们遇到了很多困难和障碍，但总体上成功与挫折交替，困难与希望并存，我们将继续努力争取更大的进步。
·参考文献：
[1] 秦龙编着.《MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲》.北京：电子工业出版社，
[2] 沈建华等.《MSP430系列16位超低功耗单片机实践与系统设计》.北京：清华大学出版社，
[3] 郁有文等.《传感器原理及工程应用》.西安：西安电子科技大学出版社.
[4] 张剑平编着.《模拟电子技术教程》.北京：清华大学出版社.
[5] 龙治红、谭本军编着。《数字电子技术》.北京：北京理工大学出版社.