旋转式LED显示牌设计_张玉山

2013，27（4）：25～28安徽科技学院学报，

JournalofAnhuiScienceandTechnologyUniversity

旋转式LED显示牌设计

张玉山，周言大

（安徽科技学院

摘机电与车辆工程学院，安徽凤阳233100）要：本文介绍了一种基于AT89S52单片机控制的旋转式LED显示牌的设计，该显示牌以少量的LED在底座电机的旋转下，配合单片机的显示控制，可以在一个柱面顺序显示广告内容，具有耗费低，占用空间小，可视角度大，维护方便等优点，具有较高的经济价值。

关键词：LED显示牌;旋转式;单片机

中图分类号：TN873文献标识码：A文章编号：1673－8772（2013）04－0025－04

TheDesignofRevolvingDisplayBoard

ZHANGYu－shan，ZHOUYan－da

（CollegeofMechanical－electronicandAutomobiveEngineering，AnhuiScienceandTechnologyUniversity，Fengyang233100，China）Abstract：ThispaperintroducesakindofdesignofrotaryLEDboardwhichbasesonAT89S52microcontroller．ThisdisplayboardneedsasmallamountofLEDs，whenthemotorinstalledinthebasedrivestherotationofthestem，andthisapparatuscansequentiallydisplayadvertisingcontentinacylinderinconditionsofsinglechipmi-crocomputerdisplaycontrol．Thisapparatushasmanymerits，suchaslowconsumption，smallspaceoccupation，largeviewing－angleandeasymaintenance．Ithasratherhigheconomicvalue．

Keywords：LEDboard；Rotarytype；Singlechipmicrocomputer

LED是一种全新的、革命性的光电器件，在照明领域正在逐步取代传统照明方式。同时发展起来的LED广告则以爆炸性的增长速度迅速占据了户外广告的主要位置。与传统户外广告牌相比，LED广告牌具有使用寿命长，工作电压低，发光效率高，光纤无辐射，既能显示静态画面又能显示动态图像，显示内容

［1］易于更新等诸多优点，使其具备了广阔的应用前景和极大的市场价值。

但目前现行的LED广告牌也存在一些明显的不足：（1）目前LED广告牌基本采用LED点阵显示，这种显示屏由很多个LED通过行列均匀地排列在一起而组成，每个LED称为一个像素点。一般的LED显示屏包含的LED数量是很大的，有几百，几千甚至几万个。这样的结构导致成本较高，同时功耗也比较

［2］LED只能安另外，相应的控制电路也较为复杂，后期的维护费用也较高。（2）显示屏只能单面显示，大，

装在设备的一个平面上，而背面连接的是电路板，只能向特定方向提供显示，不能实现立体显示，比如在某

如果要四个方向的人都能清晰地看到广告内容，则每个方向都要设置一个广告牌，十字路口设立广告牌，

致使成本成倍增加。

1系统结构设计与控制器电路设计

针对现行LED广告牌的上述缺点，本文提出一种全新的立体旋转式LED显示牌的设计方案，本方案

打开摇摇棒的电源，用手以合适的速度均匀地左右的实现原理类似于演出现场所使用的摇摇棒。在夜晚，

挥动摇摇棒，则可以呈现特定的文字或图案

收稿日期：2013－05－08

基金项目：滁州市在滁高校科技项目（201239）。

作者简介：张玉山（1981－），男，江苏省阜宁县人，硕士，助教，主要从事信号处理研究。［3］。在本系统中，以电动机带动条状LED装置以合适地速度

进行旋转，则可以在360度全方向都能呈现文字或图案。装置结构图如图1所示

：

图1

Fig．1装置结构示意图Sketchoftheapparatus

本装置中，可以在LED灯条与控制器的另外一侧支架安装重量相当的重物，以保持系统运转时具有良好的平衡性。

显示原理：通过单片机每次取出所需显示字符的某一列数据，并通过LED显示，此时LED灯条上显示的结果是有的LED点亮，有的LED熄灭，电机在带动LED灯条旋转的同时，在间隔一定时间后，单片机再取出字符下一列的数据并进行显示，依次类推。只要电机旋转的速度足够快，由于人眼的视觉惰性，人

之前一些列的显示信息仍滞留在人的视觉感应中，这样综合显示的结眼不光能看到当前列的显示的结果，

果就是人眼同时感应到了许多列的显示结果，即看到了一幅连续的、完整的动态显示的画面。

在本装置中，采用以AT89S52单片机为核心控制单元配合外围器件设计了工作可靠，易于控制的控制器结构。

为了保证发光二极管的发光亮度，采用74LS245作为驱动芯片。为了保证装置运转时的平稳性，采用直流电动机作为旋转动力源。直流电动机的规格与型号取决于显示牌的大小。本文设计的广告牌规格较小，系统采用12V直流电动机。

电机驱动部分采用直流电机与步进电机专用集成驱动芯片L298，该芯片内部包含4通道逻辑驱动电可以方便地驱动两个直流电机或一个两相步进电机，采用恒压横流桥式驱动，工作电压最高可达46V，路，

驱动电流可达2．5A［4］。L298引脚图如图2所示

：

图2

Fig．2L298引脚图PinoutofL298

2、3脚和13、14脚分别接电机两端，5、7脚和10、12脚相配合能控制电动机的转向和转速。图中，

7脚本系统中，调速方式采用PWM方式，即通过单片机的定时器产生PWM信号并输出到L298的5、

12脚，3脚或13、14脚控制电机的转速［5］。PWM控制是通过对输出的脉冲或10、通过L298的输出口2、

的宽度进行调制的技术，在本系统中，保持开关周期T不变，改变高电平持续的时间，即改变占空比。单

L298的输出端为断开状态，片机输出高电平时，则L298的输出端为接通状态；输出为为低电平时，单片机

输出的高低电平变化的信号占空比改变，就相当于改变L298的输出端的直流电压，从而达到调整电机转

［6］速的目的。电机的转速是否合适通过单片的扩展键盘进行调节，键盘设有速度加减控制和确认功能等按键。

系统控制器总体电路图如图3所示

：

图3

Fig．3系统控制器总体电路图Theoverallcircuitdiagramofsystemcontroller

2软件设计

系统主程序流程图如图4

所示

图4

Fig．4系统主程序流程图Systemmainprogramflowchart

28

实际运行效果图如图5所示：安徽科技学院学报2013年

图5

Fig．5静态显示与动态显示效果图Thestaticdisplayanddynamicdisplayeffectpicture

3结论

提出了一种基于单片机控制的，通过电机带动条状LED旋转从而实现360度显示的广告牌设计，系统需要的LED数量很少，远低于传统LED点阵显示的广告牌，并且控制器结构简单，工作可靠，便于维护，最后通过实例说明本文提出的设计方案是切实可行的。

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（责任编辑：李孟良)