郑重申明本人呈交的毕业实习报告（设计），是在导师的指导下，独立进行实习和研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业实习报告（设计）的成果不包含他人享有著作权的内容。

对本毕业实习报告（设计）所涉及的实习和研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本毕业实习报告（设计）的知识产权归属于作者与培养单位。

学生签名日期2013/3/23单片机控制的平面旋转LED点阵显示屏设计与制作摘要LED显示屏已广泛应用于广告、车站、银行、商场等公共场所，它具有功耗小、寿命长、色彩好等优点。

现在的 LED 显示屏的发光器件主要采用 LED 平板模块，这种类型的显示屏主要有两个问题有待改进：首先是整个显示屏全由LED 模块组成，器件数量多，成本高；另外，由于显示屏是一个平面，同时 LED 象素点有一定视角限制，使显示屏的可视范围被局限到正面某个范围之内，在应用中使显示屏的信息发布受到了一定的空间限制。

本文给出了一种新型的基于单片机平面旋转LED显示屏，以旋转扫描方式代替逐行扫描，可视范围达到了360 度，成本大大降低，克服了LED平板显示屏的不足。

本文在简要介绍旋转LED显示屏工作原理的基础上，详细说明了旋转显示屏的方案选择和系统结构设计，以及具体硬件电路和软件设计流程。

在此基础上，本文还讨论了旋转LED显示屏设计中需要注意的一些关键问题，给出了相应的解决方案，并提出了一些改进和完善本系统的思路和设想。

实际制作的LED旋转显示屏技术参数的测试结果，以及实际的运行效果表明，本文设计和制作的旋转显示屏符合设计要求，具有一定的创新性和实际应用价值。

关键词：LED显示屏；旋转；单片机毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：目录摘要 (2)引言 (6)第1章总体设计思路 (7)1.1系统的设计目标 (7)1.2总体设计 (7)第2章方案论证 (9)2.1系统供电方案 (9)2.2 LED驱动芯片选择 (9)2.2.1 LED驱动芯片选取原则 (9)2.2.2 LED驱动芯片接口电路设计 (10)2.3 红外发射接收电路设计 (10)2.4 单片机其他外围电路 (11)2.4.1电机选择 (11)2.4.2 按键选择 (11)第3章LED显示技术及系统中的主要芯片 (12)3.1 LED以及旋转LED显示屏简介 (12)3.1.1 LED 应用简介 (12)3.1.2旋转LED显示屏简介 (13)3.2 AT89C51单片机简单概述 (15)3.2.1 AT89C51单片机的结构 (15)3.2.2 AT89C51管脚说明 (16)第4章系统硬件设计 (19)4.1 各功能实现原理 (19)4.1.1系统供电 (19)4.1.2重心调节 (19)4.2 具体硬件电路实现 (20)4.2.1电源设计 (20)4.2.2 单片机最小系统设计 (21)4.2.3 LED旋转设计 (22)4.2.4 功能切换设计 (23)第5 章系统软件设计 (24)5.1 系统编程语言和编程工具 (24)5.2 软件总体设计 (25)5.3 程序模块流程图 (26)5.4 程序节选 (26)第6章作品展示 (32)6.1 硬件展示 (32)6.2 效果展示 (34)6.3 整体演示 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)原理图： (38)引言由于物理学的重大突破，电子技术在20世纪取得了惊人的进步。

特别是近40年来，电子技术的发展突飞猛进，无论是工业、农业，还是国防领域都随之发生了重大变革，也为技术创新打下了坚实的理论基础。

我们则应当具备开发和创新的能力，本文所介绍的旋转LED 显示屏就是一个例子。

通过单片机的应用和普通直流电机的改装实现这一功能，通过良好的视觉效果激发我们对电子科学的兴趣。

基于单片机平面旋转LED显示屏是一种新颖的显示屏，总的来看，成本低是一大优点，另外 360 度的可视角度使之非常适合于像大厅和候车室之类的场合。

如果能较好的解决显示亮度问题，可应用于室外，尤其是一些广告塔、楼顶等场合，是LED显示屏的一个新品种、发展的新方向。

此类显示屏如果更进一步，解决视频数据的传输，则可以做出旋转平面式视频显示屏，视频显示的控制电路较为成熟，显示器件只需换为 RGB 阵列即可，这样应用范围可大大增加。

本文所设计的旋转LED显示屏以AT89C52单片机为核心，最大限度的利用单片机的资源，与LED紧密结合来实现控制，实现显示功能。

本文分为五章，详细说明了LED旋转屏的原理、设计方法、以及设计流程。

第1章主要介绍系统总体设计方案；第2章对系统设计方案作了较详细的论证和介绍。

第3章主要介绍LED显示技术及系统中的主要芯片。

第4章详细介绍了系统的硬件设计。

本章对电路的设计原理、原件的选择和各功能的实现作了详细的介绍。

第5章详细介绍了系统的软件设计方案及系统的开发平台。

第6章讲解系统的调试过程和实现的主要功能。

对系统软、硬件调试和调试中遇到的问题作了说明，并对各功能进行了测试和分析。

第1章总体设计思路1.1系统的设计目标本设计要求进行旋转LED显示屏的研究和设计。

系统以MCS-51系列单片机作为核心控制器件，通过控制电机保持一定的速度稳定旋转，带动单排LED旋转，形成扫描显示屏；单片机根据LED旋转的速度，控制LED发光或熄灭，在视觉上形成平面图形点阵的显示效果。

1.2总体设计旋转LED显示屏的系统总框图，如图1.1所示。

系统由7个部分组成：系统供电模块、按键模块与单片机控制单元、显示模块、直流电机模块以及红外发射模块、红外接收模块。

其中，LED显示由单片机和直流电机共同控制，键盘则用来实现人机交互的功能，系统供电是通过外接直流电源，然后通过整流滤波，给系统供电。

用户可以通过按键输入命令到单片机去控制LED控制器控制LED的循环显示。

图1.1 系统总框图第2章方案论证2.1系统供电方案方案1：采用固定电池供电。

即在电路板上直接附带一个纽扣电池，为系统供电。

这种供电方式比较简单且重量轻体积小；将其固定在摇摆面的一端与单片机构成平衡。

但是，有一个问题难。

就是高亮度LED的功耗比较大，而电池的蓄电量有限，这就难以实现系统的长期运作。

但结合硬件此方法容易实现，并且一举两得，因此选用此方案。

方案2：采用电刷供电。

即在电机的转轴上，手工增加一个电刷，通过电刷为系统供电。

此方法能够让系统长期供电，但是由于增加了电刷，电机的摩擦增大，势必会使系统的功耗增加。

故不采用此方法。

方案3：从电机转子中引出电源线，为系统供电。

此方法直接在电机的转子中引出电源线，通过整流滤波后，可以作为系统供电，同时也可以作为系统控制时序的中断源。

但由于硬件所致，故不采用此方案。

2.2 LED驱动芯片选择2.2.1 LED驱动芯片选取原则LED驱动芯片关键的指标之一输出功率的大小。

LED的亮度直接决定了显示屏的可见范围。

采用大电流驱动芯片，使得可视距离更远。

高功耗，同时意味着芯片的能够良好的散热。

LED驱动芯片的另一个关键指标是工作频率，即工作的速度。

为了能够更清晰的显示字体和图像，芯片的工作速度是不可忽视的。

芯片必须能够快速响应和编码输出。

方案 1：采用半导体固体发光器件LED，其发光二极管虽有很多的有点，如：耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热能、环保、坚固耐用等等，但由于需要进行圆周运动，由于体积问题，故不采用此方案。

方案 2：采用贴片封装的LED，其特点与半导体固体放光二极管相同，但用于此LED采用贴片封装技术，所以体积相对较小，故采用此方案。

2.2.2 LED驱动芯片接口电路设计方案1：采用数字信号处理单片机MSP430驱动LED，由于MSP430速度比较快，有较强的运算能力，大大提高了计算调整LED显示的时间，但MSP430引脚有限，如使用此方案使硬件变得复杂，故不采用此方案。

方案2：采用单片机AT89C51驱动LED， AT89C51逻辑能力较强但速度比较慢，价格相对比较便宜，但工作量要比方案1大的多。

综合考虑价格、元件是否容易购买等因素，在此设计中选用方案2。

2.3 红外发射接收电路设计方案1：采用普通的红外发光二极管和一体化接收器件，如SHoo38，此一体化接收头将红外接收管(光电二极管)、放大器、滤波器及解调器集成在个硅片上，无需外部元件,并且具有抗光电干扰性能好(无需外加磁屏蔽及滤光片)、并有接收角度宽等特点。

但由于体积大会影响转轴平衡。

故不采用此方案。

方案2：采用一体化器件TCRT5000，此光电传感器模块是基于TCRT5000红外光电传感器设计的一款红外反射式光电开关。

传感器采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，输出信号经施密特电路整形，稳定可靠。

由于结构原因，可进行拆分，将其拆分为接收和发射两部分使用，不仅体积小、重量轻、且价格便宜。

故采用此方案。

2.4 单片机其他外围电路2.4.1电机选择方案1：采用步进电机。

步进电机能够准确的定向，但是图像或者文字的分辨率受到步进电机的步进角度的限制。

并且步进电机以及控制电路成本较高，并且需要单片机控制，占用CPU的资源。

方案2：采用普通的电机。

此方案不占用单片机I/O口，节省单片机资源，使用方便，成本较低，通过简单的改装，可以给系统供电。

综合各方面考虑，为了节省成本，简单系统电路，以及更方便的为系统供电，使系统能够长期工作，故采用方案2。

2.4.2 按键选择选择普通的按键开关，其优点体积小，重量轻、使用方便。

第3章LED显示技术及系统中的主要芯片3.1 LED以及旋转LED显示屏简介3.1.1 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。