旋转LED显示屏设计毕业论文第二章旋转LED显示屏显示原理LED显示器具有功耗低，接口控制方便等优点，而且模块的接口信号和操作指令具有广泛的兼容性，并能直接与单片机接口，可方便地实现各种不同的操作，在各类测量及控制仪表中被广泛的应用。
当在LED上显示汉字时，应先取得汉字的点阵构成数据，然后将其写入显示存储器中进行显示。
物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。
是人眼具有的一种性质。
人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像。
但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1 -0.4秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
假设我们设定我们的眼睛的暂留时间是0.4秒，如果我们的16个LED旋转一周的时间快过0.4秒，那么我们看到的图像就是这一列LED在各个位置显示的图像的叠加，如图2-1，如果我们用定时器把LED旋转一周的各个位置分割出180分，让它在相应的位置显示相应的图像，那么我们就可以得到一个累加的图像效果了。
图2-1图列分析第三章旋转LED显示屏系统硬件简介3.1系统硬件框图系统各部分和各环节之间关系的图3-1示如下：图3-1 系统硬件框图单片机STC12C5A60S2直流电机5V电源12V电源LED显示3.2 旋转LED显示屏主机系统3.2.1 主机系统连接如图3-2所示图3-2主控机管脚图本次设计主机系统分为单片机、LED灯、电磁耦合供电电路，都焊接在主控板上，其次是在底座上的电动机，和电磁初级线圈。
3.2.2旋转LED显示屏主机芯片简介本次毕业设计采用的STC12C5A60S2单片机，以下是对其的介绍：STC12C5A60S2简介：STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。
部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。
1、增强型8051CPU，1T（1024G），单时钟/机器周期2、工作电压 5.5-3.5V3、1280字节RAM4、通用I/O口，复位后为：准双向口/弱上拉可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O 口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA5、有EEPROM功能6、看门狗7、部集成MAX810专用复位电路8、外部掉电检测电路9、时钟源：外部高精度晶体/时钟，部R/C振荡器常温下部R/C振荡器频率为：5.0V单片机为：11~17MHz 3.3V单片机为：8~12MHz10、4个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器，16位定时器T0和T111、3个时钟输出口，可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟，独立波特率发生器可以在P1.0口输出时钟12、外部中断I/O口7路，传统的下降沿中断或电平触发中断，并新增支持上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2，INT1/P3.3，T0/P3.4，T1/P3.5，RxD/P3.0，CCP0/P1.3，CCP0/P1.313、PWM2路14、A/D转换，10位精度ADC，共8路，转换速度可达250K/S 15、通用全双工异步串行口（UART） 16、双串口，RxD2/P1.2，TxD2/P1.3 17、工作围：-40~8518、封装：LQFP-48，LQFP-44，PDIP-40，PLCC管脚说明P0.0~P0.7 P0：P0口既可以作为输入/输出口，也可以作为地址/数据复用总线使用。
当P0口作为输入/输出口时，P0是一个8位准双向口，部有弱上拉电阻，无需外接上拉电阻。
当P0作为地址/数据复用总线使用时，是低8位地址线A0~A7，数据线D0~D7P1.0/ADC0/CLKOUT2标准IO口、ADC输入通道0、独立波特率发生器的时钟输出P1.1/ADC1P1.2/ADC2/ECI/RxD2标准IO口、ADC输入通道2、PCA计数器的外部脉冲输入脚，第二串口数据接收端P1.3/ADC3/CCP0/TxD2外部信号捕获，高速脉冲输出及脉宽调制输出、第二串口数据发送端P1.4/ADC4/CCP1/SS非SPI同步串行接口的从机选择信号P1.5/ADC5/MOSISPI同步串行接口的主出从入(主器件的输入和从器件的输出)P1.6/ADC7/SCLKSPI同步串行接口的主入从出P2.0~P2.7P2口部有上拉电阻，既可作为输入输出口（8位准双向口），也可作为高8位地址总线使用。
P3.0/RxD标准IO口、串口1数据接收端P3.1/INT0非外部中断0，下降沿中断或低电平中断P3.3/INT1P3.4/T0/INT非/CLKOUT0定时器计数器0外部输入、定时器0下降沿中断、定时计数器0的时钟输出A/D转换器的结构STC12C5A60AD/S2系列带A/D转换的单片机的A/D转换口在P1口，有8路10位高速A/D转换器，速度可达到250KHz（25万次/秒）。
8路电压输入型A/D，可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。
上电复位后P1口为弱上拉型IO口，用户可以通过软件设置将8路中的任何一路设置为A/D转换，不须作为A/D使用的口可继续作为IO口使用。
单片机ADC由多路开关、比较器、逐次比较寄存器、10位DAC、转换结果寄存器以及ADC_CONTER构成。
该单片机的ADC是逐次比较型ADC。
主次比较型ADC由一个比较器和D/A转换器构成，通过逐次比较逻辑，从最高位（MSB）开始，顺序地对每一输入电压与置D/A转换器输出进行比较，经过多次比较，使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。
逐次比较型A/D转换器具有速度高，功耗低等优点。
需作为AD使用的口先将P1ASF特殊功能寄存器中的相应位置为‘1’，将相应的口设置为模拟功能。
3.3 LED以及LED显示模块原理3.3.1 显示模块工作原理旋转扫描的原理：由于人眼具有视觉暂留的特性，当画面以一定速率刷新时，我们看到的就是连续的图像，电视机显示采用逐点扫描方式，每秒钟要刷新画面 50 场(25 帧),而在人眼中则是一幅完整的画面，传统 LED 显示屏一般采用 1/16 扫描，16 行进行逐行循环点亮，由于刷新速率足够大，看到的也是一幅稳定的画面。
它的原理示意如图3-3 所示，其中(a) (b) (c) (d) (e) 分别是不同时刻的显示状态，(f)为人眼看到的完整画面“3”。
在这种LED显示屏中，采用的是逐行换位下移点亮器件的扫描方式，每一行都必须有LED显示器件，这就使显示屏的成本偏大。
图3-3 传统LED显示屏的显示原理图旋转扫描方式显示器只有一列，由电机带动它进行旋转，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，即一列显示器件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.其显示原理如图3-4所示。
图中a)b)c)是图3-4 旋转柱式显示屏的显示原理图不同时刻的显示状态，d)是人眼看到的完整画面“3”。
由于旋转扫描成像不是平面，而是一个柱面，所以称之为旋转柱式显示屏，其观看视角是360°，利用人眼的“视觉暂留效应”显示文字及图案。
图3-4 LED连接引脚图3.3.2 LED 应用简介LED(light emitting diode)是发光二极管的英文缩写，它是一种电致发光器件。
目前，LED产业已经走过了它的发展初期和中期，普通LED的应用已经成为过去，高亮度LED 的使用也已无需着力推广。
另外，中小功率超高亮LDE亦已诞生，并正在以极快的速度走向应用。
显示方面，LED被广泛应用于电子电器、工业设备等各类产品的状态性能显(指)示，也被越来越多地制作成多媒体平板显示屏、交通信号灯等等。
LED的应用虽然已经具有了很广的围、很大的规模，但是,由于LED拥有很多社会应用所需的优点、相关技术也有很大的发展空间，因此，LED有着更为美好的前景。
目前技术条件下，LED已经显示出了众多的优点与传统的显示媒介相比，有以下特点：（1）是寿命超长，业公认的平均值达10万小时，可期望目标将会达到25万小时；（2）是色彩丰富，LED已经实现了多个波长的单基色，有红、琥珀黄、黄、绿、蓝等，基本满足了应用领域对LED色彩的要求，随着更多新材料的开发，还会实现更多的基色及至全彩色；（3）稳定可靠，在LED的寿命期，LED差不多都能稳定的工作，维护工作量极小；（4）电气安全性高，LED一般工作在低电压(6-24V)、小电流(10-20mA)情况下，属弱电级工作器件，有较好的电气安全性能；（5）节能环保效率高，在同等亮度下，LED的耗电仅为普通白炽灯的1/10，而且不存在有害金属汞污染等问题，符合社会发展趋势；（6）应用灵活性好，LED可进行低压供电，也可110V/220V电源供电，加上单粒LED 的体积小(芯片更小)，只用3-5平方毫米，大大方便了工程应（7）受控制能力强，现有的技术已经可以实现LED的亮度、灰度、动态显示，分布控制等，是其它发光装置无可比拟的；（8）抗震性能优越，LED的坚固、耐震、耐冲击性能，超过了目前所有其它类型的电光源产品；（9）响应速度快，LED的响应速度在毫秒级，可以自如有效地应用于显示屏、汽车刹车灯、相机闪光灯等；10）显色性能良好，白色LED目前的显色指数Ra达到了70以上，色温围从3600K 到11000K(随荧光粉不同而变)，而且已经获得了实验室提高的方案；另外还有亮度高、无干扰、方向性好等等也是十分有用的优点，当然LED产业还有不少问题需要从根本加以解决。
基色尚不十分丰富，理想的是可见光波段实现全覆盖，最好能达到自然光的水平；显色性仍显不高，理想水平是黑体相达到Ra=100；亮度需要有效地提高，包括发光效率的两个方面(量子效率和光输出效率)和功率的提高；另外还有体积、成本、专用集成电路、驱动器、“冷光”感等问题。
纵观LED的发展，我们不难发现，LED产业的发展极大地缘于技术的进步，而技术进步的动力则是来自于应用的需求，亮度的提高、基色的丰富、功率的增加等等无不如此。
可以推想，未来的LED产业，一定会根据应用的要求，在亮度、功率、基色等技术方面进一步突破，使不同类型的LED更加广泛地被使用，并且还会逐步地建立起各自相对独立的应用领域，从而步入LED细分时代，我们有理由相信，亮饰、照明、显示将会首先独立出来，形成LED应用的专门领域。