旋轉及平面LED顯示屏

徐志剛　母昌宮

摘要：本文所研究的旋轉及平面LED顯示屏是以STC12C5A32S2多功能，富有創新性、耗能小、壽命長、功能顯著、方便攜帶應用廣闊的LED顯示屏。他將以旋轉的掃描方式代替之前逐行掃描方式，優化了之前LED顯示屏的不足。最后對旋轉及平面LED顯示屏提出一些改進和完善的思路，旋轉及平面LED顯示屏在實際生活中，具有一定的創新性和實用性。

關鍵詞：旋轉LED顯示屏 發射管 STC12C5A32S2

一、研究本課題的目的和意義

傳統的LED顯示屏主要以平面顯示為主，隨著科技技術的發展，高性能材料的誕生，LED顯示屏也將變得更加的光彩奪目，由于旋轉及平面LED顯示屏的制作過程中，成本低、體積小、調試方便、適用面廣、并且能夠360度旋轉等，多種有利條件結合為一體，無論是從效果還是觀賞方面都讓人賞心悅目，給人一種全新的視覺體驗，同時旋轉及平面LED顯示屏在顯示同樣數量的信息時，大大的減少了發光二極管的數量，這為制作和維修降低了成本，相信在不久的將來旋轉及平面LED顯示屏的發展有著廣闊的發展空間，為科學技術奠定了夯實的基礎，所以研究旋轉及平面LED顯示屏具有重大意義。

二、當前LED發展現狀

（一）LED顯示屏總體結構

總體設計系統圖分為六個模塊，分別為供電系統、控制系統、程序輸入和通訊系統、發射與接收系統、LED顯示系統，在運行過程中LED顯示由單片機芯片STC12C5A32S2來控制，由于旋轉LED旋轉起來是一個圓，在實驗中我們可以用傳感器、紅外線來檢測起點位置，由于紅外線價格便宜、檢測靈敏，在此采用紅外線，單片機根據起點來判斷是否開始顯示數據，當單片機檢測不到起點位置時LED無法顯示。

（二）供電系統

旋轉及平面LED顯示屏在供電系統中分為兩部分，第一部分為時鐘供電，其工作電壓在2.0V-5.SV之間，在實際運用中一般選擇為3.6V的紐扣電池，第二部份為LED工作電壓，將其220V轉化為5.42V直流電壓，首先初級線圈與次級線圈中，直流轉化成交流電路做自激震蕩。在工作時是將5.42V的直流電轉化為交流電，然后經過，經過整流、濾波后給旋轉部分供電。

三、單片機STC12C5A32S2芯片

STC12C5A32S2系列的主要性能，高速、寬電壓、低功耗設計等多種優點集合為一體，彌補了普通C51單片機I/O口不夠的缺陷，并且速度比普通C51快8—12倍，電壓為3.3V—5.4V。低功耗設計中，可支持上升沿，下降沿和遠程喚醒。其工作頻率為普通C51的0—420MHz。

四、時鐘芯片DSl 302的功能

在工作時如何讓每列燈不斷地輸入數據顯示為一個文字，再次以PC2002取字軟件為例，取一個16*16的中文字，從第一縱列開始往下取值，每取8個點為一個字節，如果最后不足8個點，就補滿8位，取模順序從低到高，并且第一個點作為最低點。16*16取模是一列一列的取值，一列有2個字節，一共16列，16*16的漢字有32個字節占用單片機空間32個字節。

旋轉及平面LED顯示屏的平面由20顆LED組成，平面時鐘顯示分為指針式和數字式，在運行時可用遙控器對準一體化紅外線接收管。旋轉及平面LED顯示屏在工作時，需要將220V的電壓轉換為5.45V的交流電，首先由變壓器轉化為5.45V的交流電，由次級線圈感應到的交流電壓經過4個4148全波整流，再由5V的穩壓二極管穩壓，220uF的電容進行濾波，最后輸出5V的交流電為旋轉主板上的LED供電。

DS1302在時間中的顯示應用時，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計數，具有閏年補償等多種功能，工作電壓為2.5V～5.5VT作時采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或讀數據。DS1302的引腳排列中，VCC2為主電源、VCC1為后備電源、當主電源在關閉的情況下，時鐘也能繼續供電，運行時DS1302由VCCl或VCC2兩者中的較大者提供電源，外接32.768KHz晶振，RST為復位電路，通過RST輸入驅動置高電平來驅動所有的數據傳輸。

（一）旋轉LED顯示

新型的旋轉及平面LED顯示屏，以機械轉動掃描方式代替了機械逐行掃描方式，并且顯示屏的整個平面都是由LED組成，工作時360度旋轉。由于人的眼睛具有暫留的特點，當LED以一定的速度進行刷新時，我們的眼睛就可以看到連續的圖像。

（二）平衡調節

旋轉LED顯示屏的重心調節是整個硬件系統中比較重要的環節，在旋轉過程中關系到系統的穩定運行，安全問題、字幕顯示效果，在旋轉過程中如果重心不在轉軸上，在高速旋轉過程中會產生劇烈的抖動，在巨大的離心力下使單片機的整個系統分解開，再此為時LED在旋轉過程中能平穩，安全的旋轉并且字幕能夠平穩清晰顯示，在垂直的LED顯示屏的對面加上2個長腳螺柱使顯示屏在運行過程中平穩。

（三）上電調試

在元器件的焊接過程中因注意虛焊，及一些元器件的正負極，當正負極焊接反時，程序能夠下載到單片機中，在顯示屏中無法顯示，或是軟件中的程序出錯，在整個制作過程中不僅要檢測程序，而且硬件制作也因特別仔細，通過修改定時器的初始值后，通電測試。

（四）外觀改進

在現有的旋轉LED顯示屏有著自己獨特的優點，產品中存在著許多的不足與缺點，此類電子元件只適合于個人的愛好制作，其次旋轉LED的耗材少，操作簡便，便于攜帶。但是旋轉LED顯示屏在快速旋轉過程中底部較輕，容易移動。如果將底部四角鉆孔加上螺栓這樣在工作中就更加平穩。憑著旋轉LED顯示屏的獨特顯示，可用于廣告、車站、銀行、體育、賓館、理發店、商場等公共場所。