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基于C51的单片机应用程序设计毕业设计论文.doc
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基于C51的单片机应用程序设计毕业设计论文.doc
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一、原始依据(包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目
的等。)
工作基础:熟练掌握基于 C51 的单片机应用程序设计。
研究条件:利用直流电机、LED 阵列以及无线供电技术,实现一个基于 STC
单片机的旋转双面点阵屏的设计。
应用环境:基于 STC 单片机的应用系统的设计。
工作目的:熟练掌握 STC 单片机的 C 编程。
掌握基于 STC 单片机的直流电机转速控制以及无线供电技术。
掌握 LED 点阵屏信息状态控制的基本方法。
二、参考文献
[1] 李竹君,张恒超. Keil C51 中断编程中寄存器组的选用与保护[J]. 空间电子技
术. 2012(03).
[2] 孙超,周国祥. 面向网络传输的无损压缩算法优化研究[J]. 合肥工业大学学报
(自然科学版). 2012(06) .
[3] 张明长.基于 Atmega16 和 DS1302 的数码管时钟设计[J]. 北京印刷学院学报.
2012(02) .
[4] 胡阳. RGB POV 在点阵旋转屏中的应用及其电源解决方案[J]. 中国科技信
息. 2012(07) .
[5] 胡阳. 基于视觉暂留的动态扫描 LED 旋转屏[J]. 现代电子技术. 2012(05) .
[6] 魏世秀,王翀. 一种基于单片机的 RGB LED 背光源的设计[J]. 现代电子技术.
2012(04).
[7] 张玉健. 基于 nRF24L01 的无线温湿度检测系统设计[J]. 物联网技术.
2012(01).
[8] 曹青梅,徐立友,曹艳玲,席志强. 基于 nRF24L01 的移动数据通讯网络设计[J].
微型机与应用. 2011(24).
三、设计(研究)内容和要求(包括设计或研究内容、主要指标与技术参数,
并根据课题性质对学生提出具体要求。)
1、设计基于 STC 单片机的下位机直流电机转速控制电路。
2、设计基于无线供电的整流、滤波等电路。
3、设计基于 STC 单片机的上位机的点阵屏控制电路、时钟电路。
4、完成该电路的 C 程序设计。
指导教师(签字)
年 月 日
审题小组组长(签字)
年 月 日
北京交通大学本科生毕业设计(论文)开题报告
课题名称
基于 STC 单片机的旋转 LED 屏的设计
系 名
信息工程系
专 业
自动化
学生姓名
吕忠芮
指导教师
扈书亮
一、课题来源及意义
目前人们看到的绝大多数显示屏都是传统显示屏,它是由无数个 LED 组成
的点阵集合。这种显示屏的优点是原理简单、控制方便,在生活中被广泛使用。
但随着经济发展市场需求日益丰富,在很多情况下,传统 LED 显示屏已经无法
满足实际需要。这主要表现在以下几个方面:第一,传统显示屏整个显示面积全
由 LED 组成,器件数量多,硬件连接复杂,成本高;第二,由于显示屏是一个
平面,有一定的视角限制;第三,传统显示屏显示画面单调,缺乏吸引力,容易
使人产生审美疲劳。
本设计针对以上传统 LED 显示屏的不足,研究并设计了采用旋转 LED 的方
案,成功解决了传统平面 LED 显示屏器件数量多并且无法全方位显示的问题。
系统的特点是一次投入较小,能以少量的 LED 灯实现甚至超越传统方式下大量
LED 灯才能实现的显示功能,符合现阶段倡导的低碳理念、节约能源。其全方
位的显示功能使处于不同角度人都拥有相同的视觉感受,可呈现出炫丽缤纷、流
光溢彩的多层图文画面,极具吸引力。
二、国内外发展现状
我国的 LED 显示屏产业经过几年的发展,基本形成了一批具有一定规模的
骨干企业。在国内市场上,国产 LED 显示屏的市场占有率近 100%,国外同类产
品基本没有市场,LED 所占的市场将会越来越大,影响也会越来越深远。我国
的 LED 显示屏产业已成较大规模,技术水平相对领先,应用领域也很广泛的特
点。2008 年北京举行的奥运盛会虽已顺利闭幕,但所展现出的种种前所未有的
规模已经深深的烙在了全世界人的心中。特别是奥运盛会上所应用的 LED 产品
类型和数量规模都是空前的。LED 显示屏作为一种新型的显示器件出现在 2008
年北京奥运会的开幕式、比赛场馆、奥运文化广场以及奥林匹克公园等 LED 项
目中,国内 LED 企业承接了主要的工程项目,提供了大量的 LED 产品,总体上
展示了我国 LED 行业的技术产品优势和产业发展水平。也体现了我国 LED 产业
的力量和技术这也在一定程度上预示着 LED 产业必是未来的一种趋势。
日本 Hibino 公司展示了新产品 STEALTH,这是一款能透视背景的穿透式
LED 显示屏,可呈现出一个综合汇聚了影像、照明、舞台道具、背景灯元素的
立体影像空间。从可视性影像到体验型影像,展示演出及舞台设计创意空间得到
扩展,视觉表现的世界无限延伸。随着 LED 高性能材料的发展,LED 显示屏也
必将得到发展,从而旋转 LED 显示屏也将随之发展,并相信,旋转 LED 显示屏
将会给人们的生活带来更多的便利,造福于人类。
三、研究目标及意义
本课题主要针对产品结构多样化、中小型化、产业化这一趋势,以及市场上
的中小型 LED 显示屏由于大量采用发光二极管以及驱动电路庞大导致成本居高
不下这一特点,采用 STC15F2K 作为主控芯片,两列发光二极管对称的排列在周
围上作为显示屏,采用人眼的视觉暂留特性,控制直流电机的转速,使显示屏幕
以一定的转速旋转,事先整幅画面信息的显示,在工作过程中用户可利用无线遥
控器实现显示屏画面的切换。
四、研究内容
1、设计基于 STC 单片机的下位机直流电机转速控制电路。
2、设计基于无线供电的整流、滤波等电路。
3、设计基于 STC 单片机的上位机的点阵屏控制电路、时钟电路。
4、完成该电路的软件设计。
设计一个旋转的 LED 时钟,将一排 LED 灯组安装在指针旋转板上,利用人眼
的视觉暂留效应,使用单片机 I /O 端口控制 LED 的点亮和熄灭形成图像从而显
示出时钟画面。单片机负责数据的处理并控制 LED 的显示; 红外接收模块由一体
化红外接收头和红外接收管组成,分别负责处理红外遥控器发出的调时信号和识
别旋转的起始位置的作用; 时钟模块负责记录时间数据,节省单片机的资源,提
高其工作效率,可在系统掉电后正常计时,不需重新设定时钟时间。本旋转 LED
时钟设计的主要思路是,由电机带动显示屏做高速旋转,通过单片机控制 LED 旋
转到不同位置的亮灭,利用人眼的视觉暂留从而看到完整的显示内容。
STC 旋转 LED 开发板原理图
五、研究方法与手段
在充分了解旋转时钟原理、硬件设计及软件设计的基础上进行旋转 LED 显
示屏的设计。
1、通过查阅相关资料,充分了解旋转时钟的设计原理及设计方案,从而将旋
转时钟的硬件设计与软件设计结合。
2、分析硬件系统,了解旋转时钟的工作方法,由于软件是基于 STC15F2K 单
片机控制的,因此要了解 STC15F2K 单片机的使用方法,掌握基于 STC 单片机的
直流电机转速控制以及无线供电技术,LED 点阵屏信息状态控制的基本方法。
3、设计出基于 STC 单片机的下位机直流电机转速控制电路,无线供电的整
流、滤波等电路,上位机的点阵屏控制电路、时钟电路。
4、完成该电路的 C 语言的程序设计,撰写论文。
六、进度安排
实 时 时 钟
DS1302
STC15F2K
最小系统
供电
模块
红外
遥控
平面 LED
显示驱动
侧面 LED
显示驱动
过零
检测
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