基于单片机的LED旋转显示屏设计与研究应用朱峰.doc

学科代码：080601
学 号：

贵 州 师 范 大 学（本 科）

毕 业 论 文

题 目：基于单片基LED旋转显示屏研究
学 院：机械与电气工程学院
专 业：电气工程及其自动化
年 级：级
姓 名： 朱峰
指引教师： 胡波（讲师）
完毕时间：4月25日

摘 要

进入新世纪，光电子产业得到社会广泛注重，LED显示作为信息传播一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传公众场合。特别在没有投影仪地方，旋转LED优越性体现得非常明显，在当今高度发达经济市场上，富有创意、应用面广、挪移以便、具备吸引力信息传播系统显得十分重要！21世纪是数字传播时代，随着LED技术应用和普及，数字LED显示屏应用非常广泛。老式LED显示屏以平面效果居多，旋转式LED环形显示屏设计，是运用人眼视觉暂留效应，通过高速电机带动LED阵列旋转，形成360度环形显示画面，可站在任何角度观看，完全无观赏死角，给人们一种新视觉体验。本设计基于AT89S52单片机，采用独立LED，通过直流电机带动旋转，可形成立体效果，使其更加绚丽，更具备观赏性，可广泛应用于家居，公司和公共场合。 针对老式LED显示屏视角单一、体积较大、需要发光二极管数目较多等特点，运用电机带动LED显示阵列高速旋转实现环形显示，达到360全视角，在相似显示信息量上减少产品体积，减少对发光二极管使用，设计一种可以经常以便变换内容、可以携带以便、信息容量大、价格低廉、构造简朴信息播放系统，即旋转LED显示屏。 

核心词：旋转式;LED阵列;环形显示屏;AT89S52;单片机

Abstract

In the new century, the photoelectron industry wide attention by society, LED display as an important means of information dissemination, has been widely used in indoor and outdoor services, content and services needed publicity purposes in public places. In particular, there is no projector in place, rotating LED's superiority reflected very clearly in today's highly developed economy markets, creative, application wide, the diversion of convenient, attractive information dissemination system is extremely important! The twenty-first century is the era of digital communication, with the LED technology and the popularity of digital LED display is widely used. Traditional LED display to effect mostly flat, circular rotating LED display design is the use of temporary stay in the human visual effects, high-speed motor to drive the LED array rotation, the formation of 360-degree circular display can stand on any point of view, complete without viewing dead, to give people a new visual experience. The design is based on AT89S52MCU, using separate LED, driven by DC motor rotation, can form three-dimensional effect, make it more colorful, more spectator, can be widely used in homes, businesses and public places. View traditional LED display single, larger and larger number of required characteristics of light-emitting diode, LED display of motor driven circular array of high-speed rotation of the display, to 360 full view, in the same amount of information displayed on the lower product volume and reduce on the use of LEDs, the design can often facilitate the transformation of a content, can be portable, high information content, low cost, simple structure, the information broadcast system, the rotating LED display. 

Keywords: Rotary; LED array; circular display; AT89S52 ;SCM 

目 录
引言 1
国内外研究现状 2
第一章 系统总体设计 3
1.1 系统设计目的 3
1.2 总体设计 3
第二章 硬件设计 4
2.1系统工作原理 4
2.2 电机选用 5
2.3系统供电方案 5
2.4 主控芯片选用 6
2.5 电机改装 6
2.5.1 供电电源 6
2.5.2 实现办法 6
2.6 重心调节 7
2.7 电源设计 7
2.8 LED旋转同步设计 8
2.8.1 中断系统 8
2.8.2 LED驱动电路 9
2.9 旋转LED显示原理 12
第三章 系统中所用到nRF401无线芯片简介 13
3.1无线数据收发构成构造 13
3.2系统实现过程 13
3.3无线收发芯片nRF401简介 14
3.4芯片内部构造 15
第四章 系统软件设计 17
4.1软件总体设计 17
4.2系统各模块程序设计 17
4.2.1 主机程序模块 18
4.2.2从机程序模块 19
第五章 结论 20
谢辞 21
参照文献 22
附录 23
引 言
由于科技技术不断突破，电子技术发展越来越快获得了惊人进步。特别是近几年来，电子技术发展突飞猛进，无论是工业、农业，还是其他领域都随之发生了重大变化，也为技术创新奠定坚实理论基本。咱们应当具备创新和开发能力，本文所简介旋转LED显示屏就是一种例子。通过单片机应用和普通直流电机改装实现这一功能，通过良好视觉效果激发咱们对电子科学兴趣。
柱式旋转LED显示屏是一种比较新颖显示屏，总来当作本低是一大优势，此外像大厅和候车室之类场合，360度可视角度使之非常适合。如果能解决好显示亮度问题，便可应用于室外，像某些广告塔、楼顶等场合，LED显示屏一种新品种、是将来发展方向。此类显示屏如果在进一步，解决视频数据传播，就可以做出旋转柱式视频显示屏，控制电路视频显示较为成熟，显示屏件用 RGB 阵列，应用范畴则可以大大增长。
本文所设计基于单片机旋转LED显示屏是以AT89S52单片机为核心，最大限度运用了单片机资源，与LED驱动芯片紧密结合，通过无线收发芯片控制，实现显示功能。本文分为七章，详细阐明了LED旋转屏设计办法、原理、以及设计流程。第一章重要简介系统总体设计。第二章重要简介系统硬件设计，对电路设计原理和芯片选取以及各硬件选用；第三章是对系统设计方案中所用到nRF401无线芯片简介。第四章是系统软件简介。重要是对MAX公司LED驱动芯片MAX6969简介。

国内LED显示屏研究现状
国内LED显示屏产业通过几年发展，基本形成了一批具备一定规模骨干公司。在国内市场上，国产LED显示屏市场占有率近100%，国外同类产品基本没有市场，LED所占市场将会越来越大，影响也会越来越深远。国内LED显示屏产业已成较大规模，技术水平相对领先，应用领域也很广泛特点。  
北京举办奥运盛会虽已顺利闭幕，但所呈现出种种前所未有规模已经深深烙在了全世界人心中。特别是奥运盛会上所应用LED产品类型和数量规模都是空前。LED显示屏作为一种新型显示屏件出当前 年北京奥运会揭幕式、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公司承办了重要工程项目，提供了大量LED产品,总体上展示了国内LED行业技术产品优势和产业发展水平。也体现了国内LED产业力量和技术这也在一定限度上预示着 LED 产业必是将来一种趋势

国外LED显示屏研究现状
对于国外LED显示屏研究上了一种新层次，如日本Hibino公司展示产品STEALTH，这是一款能透视背景穿透式LED 显示屏，可呈现出一种综合汇聚了影像、照明、舞台道具、背景灯元素立体影像空间。从可视性影像到体验型影像，展示表演及舞台设计创意空间得到扩展，视觉体现世界无限延伸。随着LED高性能材料发展，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显示屏将会给人们生活带来更多便利，造福于人类。

第一章 系统总体设计
1.1系统设计目的
研究和设计旋转LED显示屏设计规定。系统通过用MCS-51汇编语言系为核心控制装置，通过控制电机保持一定速度和稳定旋转，由单行LED扫描显示屏幕旋转；单片机依照LED旋转速度，控制LED发光或熄灭，形成视觉图形点阵显示。
1.2 总体设计
旋转LED显示屏系统总框图，如图1.2.1所示。该系统由五个某些构成：系统供电模块、显示单元、通讯单元、控制单元和键盘输入单元。其中，单片机控制LED显示屏由MA6969高电流LED控制器一起控制，键盘是用于实现人机交互功能，系统权力来自电机中心，采用是外接电源。顾客可以通过按钮主单片机输入命令，并从单片机通过串口命令无线传播，从单片机解码命令MA6969周期和高电流LED控制器来控制LED显示。
芯片系统中，主单片机负责人机交互接口，负责主机命令翻译从单片机，以提高和更新系统。
外接电源
直流电机
LED阵列

功能按键切换

控制芯 片
nRF401无线收发器

nRF401无线收发器

控制芯片

电机驱动

LED显示模块
电源模块
电机

图1.2.1 系统总框图

第二章 硬件设计
2.1 系统工作原理
本设计以AT89S52单片机位主控芯片，在一种固定台上安装一种普通电机，通过步进电机驱动连接杆旋转，在连接杆两端安装有两排弧形LED阵列，这两排LED阵列半径不同，因而旋转起来会呈现双层环形效果。其构造示意图如图2.1.1所示。其原理图如图2..1.2所示。

Led装置

Led
装置
普通电机
固定台

图2.1.1 旋转式LED环形显示屏构造图

高速旋转之后
电 机

图2.1.2 旋转式LED环形显示屏原理图
2.2 电机选用
方案1：采用步进电机。步进电机可以准拟定向，但辨别率图像或文字是有限由步进电机步进角拟定。并且步进电机和控制电路成本较高，并且需要单片机控制，占用CPU资源。
方案2：采用普通电机。此方案不占用单片机I/O口，节约单片机资源，使用以便，成本较低，通过简朴改装，可以给系统供电。
综合所有考虑，为了节约成本，简化系统电路，以及能更以便为系统供电，使系统可以长期工作，因此采用方案2。
2.3 系统供电方案
方案1：采用固定电池供电。电路板是直接连接到电池，为系统供电。这种供电模式是相对简朴。然而，有两个问题很难解决。一方面，高亮度LED功率功耗较大，而电池储存能力是有限，难以实现系统长期运营；另一方面，由于电池体积和重量比较大，若固定在板上，电池用完后，难以取换。如果她不固定，当电机旋转时也许漏掉，导致安全隐患。同步，也增长了旋转重心调节难度。因而，故不采用此办法。
方案2：采用电刷供电。在电机转轴上，添加一种电刷，通过电刷为系统供电。这种办法可以长时间使系统供电，但由于增长电刷，电机摩擦增长，会增长系统功耗。因而，故不采用此办法。
方案3：从电源线电机转子，对系统供电。该办法直接从电机转子中引出电源线，通过整流滤波，可以作为供电系统，也可以作为系统控制定期中断源。该办法容易实现，并且一举两得，因而选用。
2.4 主控芯片选用
方案1：采用数字信号解决芯片使用MSP430和LED驱动芯片接口，由于MSP430速度相对较快，运算能力强，大大提高了LED显示时间模糊算法，可以迅速通信数据CRC校验，减少了程序复杂性。
方案2：采用单片机AT89S52与LED驱动芯片MAX6969接口， AT89S52逻辑能力相对较强但是速度比较慢，价格也相对比较便宜，但工作量要比喻案1大得多。
因此综合考虑价格、元件与否容易购买等因素，在此设计中选用方案2。
2.5 电机改装
2.5.1 供电电源：为了使系统可以长期稳定工作，必要解决系统供电问题。通过对电机进行改装，引出电源线，并通过整流、滤波、稳压得到系统供电电源。
2.5.2实现办法：重要通过电机改装。
电机改装： at{}Nt&m
电路供电和LED定位是本制作一种难点。装在电机上电路始终在高速旋转，无法使用普通办法来给电路供电。但可以通过对电机改造来解决。普通直流电机是线圈作为转子，而永磁体作为定子。它是通过电刷来实现给线圈供电，并且直流电机旋转需要交变电流，这是由固定在转子轴上换向器来巧妙实现直流变为交流。本设计电路是固定在电机转子上，它和转子是保持相对静止。因而，可以从电机转子中获得电源。办法很简朴，也就是从电机换向器上用漆包线把电引到电路板上，经整流、滤波后给单片机电路供电。换向器上每个电极什么时候变化，是和电机转子位子关于，可以使用其中一路信号来给LED显示起始位置定位。 =Pjv08{  
详细改装过程如下： Nr6:/*x  
1) 拆开电机，注意拆时候别弄坏了电机电刷；
2) 小心地从电机换向器上三个电极引出三条漆包线；
3) 取下电机外壳含油轴承；
4) 在轴承圆片上面钻了几种小孔，把那三条漆包线从小孔里穿出来。从而可以用来保护漆包线在转子和定子结合出安全。(注意：代替上去某些是和转子保持固定，和外壳之间是可以旋转)。 U,Pau0:A  
5) 组装回整个电机，电机改装至此结束。 K!L;`\Vi  
2.6重心调节
重心调节是最困难一种技术环节。旋转重心直接关系到系统稳定运营，以及安全性问题。旋转重心如果不在转轴上话，在高速旋转中，会产生激烈抖动，在巨大离心力下，会使整个系统分解，产生安全隐患。因此，重心调节是必要解决问题。下面简介重心调节办法。
一方面是电路板外观设立。依照物理质心计算办法，可懂得，均匀圆盘重心就在圆盘中心。但是，由于电子器件封装，重量都是不同，圆盘电路板重心是不均匀分布，比较难调节，故不采用这种办法。
依照杠杆原理，当支点两端物体质量与力距乘积相等时，杠杆就处在平衡。因而我采用了长条方型电路板构造。
M2
M1

L2
L1

图2.6.1杠杆原理示意图

如上图2.6.1所示，只要M1*L1 = M2*L2时，在布PCB同步，只要通过简朴测量和计算便可以使得杠杆处在平衡。
2.7电源设计
电机输出
由于电源是从电机中引出来，因此需要通过整流、滤波才干为系统供电。如图2.7.1所示为详细设计电路。
图2.7.1 整流电路图

稳压输入

图2.7.2 稳压电路
2.8 LED旋转同步设计
该电路分为两个某些：
2.8.1 中断系统
采用中断是为了更有效运用单片机内部资源。为了可以持续显示文字和图象，本文采用了外部中断办法，即在外部中断时候，计算和调节显示文字和图象时间。为了得到可靠外部中断源，有两种办法。其一，如图2.8.1.1所示：

图2.8.1.1 采用光感外部中断电路
但是，这种办法功耗相对比较大，并且成本比较高。为了减少制作成本，通过比较，有个更好办法。由于电机是三相，带电刷转动，即每转一周，三个电刷会得到从高到低，又从低到高逻辑电平状态。因而可以从中引出一条线来作为外部中断源，这个办法简朴容易实现，其详细电路如图2.8.1.2：

图2.8.1.2 简朴外部中断电路图
该办法运用电刷在转动过程中电平变化，通过一种三极管S8050转换成单片机可以辨认数字逻辑电平，解决了外部中断问题，电路简朴，可靠性高。
2.8.2 LED驱动电路。
本文采用了MAXIN公司MAX6969大电流LED驱动芯片，其外部接口电路非常简朴。如下图：(图上OUT0到OUT15通过一种100Ω电阻接到LED上)。
图2.8.2.1 MAX6969驱动电路
MAXIM6969是MAXIM公司采用先进技术生产具备高集成度电路器件。MAX6969串行接口LED驱动器提供16个漏极开路、恒流吸取、额定5.5V LED 驱动器输出。MAX6969采用3V至5.5V 电源供电。MAX6969电源和LED电源能以任意顺序上电。所有恒流输出均由一种外部电阻设立，每路高达55mA。MAX6969采用25Mb、工业原则4线串口控制。MAX6969采用工业原则移位寄存器加锁存器形式串行接口。数据通过数据输入DIN和时钟输入CLK移入驱动器16位移位寄存器。16个时钟周期后，输入数据出当前输出DOUT，此工作模式可实现各种MAX6969级联。锁存使能输入LE将移位寄存器16位数据装入16位输出锁存器，以决定各个LED开关。输出使能输入OE控制所有16个输出开关，其迅速响应特性适合伙为控制LED亮度PWM输入。
其内部构造如图2.8.2.2所示：

图2.8.2.2 MAXIM6969内部构造图
MAX6969工作时序图如下：
MAX6969串口为4线串口，使用4路输入(DIN、CLK、LE和OE) 和1路数据输出(DOUT)。该接口用于向MAX6969写入显示数据。串口数据字长为16位，即D0–D15。见上图。五个接口引脚功能如下所述。DIN是串行数据输入，在CLK信号上升沿进行采样时必要保持稳定。数据移入时，一方面移入MSB。即一方面同步输入数据位D15，然后依次输入其他15位数据，到LSB位D0结束。CLK是串行时钟输入，在其上升沿将数据通过DIN移入MAX696916位移位寄存器。LE是MAX6969锁存器装载输入。LE为高电平时(透明传播锁存器)，数据由MAX696916位移位寄存器传播至16位锁存器，并在LE下降沿锁存数据(图2.8.2.3)。
图2.8.2.3 MAXIM6969控制时序图
第四个输入为输出驱动器提供输出使能控制。OE为高电平时强制输出OUT0–OUT15为高阻态，并且不会变化输出锁存器内容，为低电平时则使能输出OUT0–OUT15，以反映输出锁存器状态。OE独立于串口工作。无论OE为什么状态，数据都可移入串口移位寄存器并锁存。DOUT是串行数据输出，在CLK上升沿将数据从MAX696916位移位寄存器移出。DIN输入端数据移入移位寄存器，并在16个时钟周期后出当前DOUT端。
下面简朴计算一下这个电路功耗。MAX6969LED驱动电流大小是由一种外部电阻决定。在本电路中，这个电阻RSET取360Ω。
RSET = 18000 / IOUT (2.6.1)
因而 IOUT = 18000/360 = 50 mA (2.7.1)
其功耗计算如下：
PD = (V+ x I+) + (VOUT x DUTY x IOUT x N) (2.7.2)
其中：
V+ = 供电电压
I+ = N路输出吸取IOUT LED驱动电流时电源工作电流
DUTY = 加至OE端PWM信号占空比
N = 同步用来驱动LEDMAX6969输出端口数(最大值为16)
VOUT = MAX6969驱动负载LED时端口输出电压
IOUT = 由RSET设定LED驱动电流
PD = 功耗，如果电流单位为mA，其单位为mW
IOUT = 50mA，N = 16，DUTY = 1，VOUT = 2V
PD =（5V*50mA）+(2V*1*50mA*16) = 1.850W (2.8.1.1)
2.9 旋转LED显示原理
人眼具备视觉暂留特性，当画面以一定速率刷新时，人们看到就是持续图像。
旋转扫描原理：由于人眼具备视觉暂留特性，当画面以一定速率刷新时，咱们看到就是持续图像，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画面，老式 LED 显示屏普通采用 1/16 扫描，16 行进行逐行循环点亮，由于刷新速率足够大，看到也是一幅稳定画面。它原理示意如图2.9.1 所示，其中(a) (b) (c) (d) (e) 分别是不同步刻显示状态，(f)为人眼看到完整画面“3”。在这种LED显示屏中，采用是逐行换位下移点亮器件扫描方式，每一行都必要有LED显示屏件，这就使显示屏成本偏大。
图2.9.1 老式LED显示屏显示原理图
旋转扫描方式显示屏只有一列，由电机带动它进行旋转，运营到某一位置时就显示该位置状态，到下一位置后又显示下一位置状态，即一列显示屏件要完毕所有图像显示，扫描过程由机械转动更换位置来实现.其显示原理如图2.9.2所示。图中a)b)c)是
图2.9.2 旋转柱式显示屏显示原理图
不同步刻显示状态，d)是人眼看到完整画面“3”。
由于旋转扫描成像不是平面，而是一种柱面，因此称之为旋转柱式显示屏，其观看视角是360°。

第三章 系统中所用到nRF401无线芯片简介
3.1 无线数据收发构成构造
无线数据传播系统有点对点，点对多点和多点对多点三种。本系统由于实际应用需要，接受器和数据终端之间数据传播通过nRF401进行，构成点对点无线数据传播系统。整个系统中，两数据终端之间无线通信采用433MHz频段作为载波频率，收发通过串口通信。
无线数据收发系统【1】可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四某些构成，系统原理如图3.1.1所示：

单片机控制系统

单片机控制系统

键盘无线数据收发系统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四某些构成，系统原理如图2-1所示：

无线收发模 块
无线收发模 块
液晶显示统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四某些构成，系统原理如图2-1所示：

图3.1.1无线数据收发系统
3.2系统实现过程
当咱们需要发送数据时，使用按键来输入所需发送信息。按键与单片机AT89S52P3.2-P3.5口相接，单片机 P1.0口控制信息发送与接受，并且TXD端（P3.1）与收发器DIN端相连，通过TXD端将数据传入收发器，收发器接受到数据后，通过FSK调制，将信号发送出去；当咱们需要发送数据时，使用按键来输入所需发送信息。按键与单片机AT89S52P3.2-P3.5口相接，单片机 P1.0口控制信息发送与接受，并且TXD端（P3.1）与收发器DIN端相连，通过TXD端将数据传入收发器，收发器接受到数据后，通过FSK调制，将信号发送出去
本系统采用是半双工传送方式。所谓半双工就是通信双方均具备发送和接受信息能力，信道也具备双向传播性能。但是，通信任何一方都不能同步既发送信息又接受信息，即在指定期刻，只能沿某一种方向传送信息。因此上述实现过程只简介了由一方传送到另一方过程，而相反方向与其原理相似。
3.3 无线收发芯片nRF401简介
nRF401采用抗干扰能力强FSK调制方式，工作频率稳定可靠，外围元件少，便于设计生产，功耗极低，适合于便携式手持产品设计，由于采用了低发射功率，高接受敏捷度设计，满足无线管制规定，无需使用允许证，是当前低功率无线数传抱负选取。
3.3.1 引脚功能介

XC1
1
VDD
2
VSS
3
FILT
4
VC01
5
VC02
6
VSS
7
VDD
8
DIN
9
DOUT
10
RF-PWR
11
CS
12
VDD
13
VSS
14
ANT2
15
ANT1
16
VSS
17
PWR-UP
18
TXEN
19
XC2
20
nRF401

图3.3.1 nRF401引脚图

表3.3.2 nRF401管脚描述[2]
引脚
名称
功能功能描述
引脚
名称
引脚功能描述
1
XC1
晶振输入
11
RF-PER
发射功率设立
2
VDD
电源(3-5V DC）
12
CS
通道选取
3
VSS
地（0V）
13
VDD
电源(3-5V DC)
4
FILT
回路滤波器
14
VSS
地
5
VCO1
VC0外接电感
15
ANT2
天线接头
6
VCO2
VC0外接电感
16
ANT1
天线接头
7
VSS
地
17
VSS
地
8
VDD
电源(3-5V DC)
18
PWR-UP
电源开关
9
DIN
数据输入
19
TXEN
发射容许
10
DOUT
数据输出
20
XC2
晶振输出

(1) 9脚及10脚分别是DIN输入数字信号和DOUT输出数字信号均为原则逻辑电平信号，需要发射数字信号通过DIN输入，解调出来信号通过DOUT输出。
(2) 12脚为通道选取。CS=“0”为通道#1（433.92MHz），CS=“1”为通道#2（434.33MHz）。
(3) 18脚为电源开关。PWR_UP =“1”为工作模式，PWR_UP =“0”为待机模式。
(4) 19脚TXEN。高电平容许发送数据，低电平容许接受数据。
(5) ANT1、ANT2：天线接入端。
表3.3.3 芯片工作状态与控制引脚关系[3]
输入
响应
TXEN
FREQ
PWR-UP
通道号
模式
0
0
1
1
433MHz接受
0
1
1
2
315MHz接受
1
0
1
1
433MHz发射
1
1
1
2
315MHz发射
X
X
0
-
待机
3.4芯片内部构造
nRF401无线收发芯片构造框图如图3.4.1所示。芯片内包具有发射功率放大器（PA）、低噪声接受放大器（LNA），晶体振荡器（OSC），锁相环（PLL），压控振荡器（VCO），混频器（MIXER）等电路。
在接受模式中，RF输入信号被低噪声放大器（LNA）放大，经由混频器（MIXER）变换，这个被变换信号在送入解调器（DEM）之前被放大和滤波，经解调器解调，解调后数字信号在DOUT端输出。在发射模式中，压控振荡器（VCO）输出信号是直接送入到功率放大器（PA），DIN端输入数字信号被频移键控后馈送到功率放大器输出。由于采用了晶体振荡器和PLL合成技术，频率稳定性极好。

图3.4.1 nRF401芯片内部构造框图

第四章 系统软件设计
4.1 软件总体设计
系统监控程序是控制单片机系统按照预定操作方式运转程序，是整个系统程序框架。在本系统中，单片机重要任务是用来显示和操作者按下不同按键后，执行相应任务，各个任务执行先后顺序取决于键码。依照这样功能和操作办法，程序总体构造采用键码分析作业调度型，即作业调度完全服从操作者意图，操作者通过键盘发出作业调度命令，监控程序接受到控制命令后，通过度析启动相应作业。
系统软件设计采用模块化设计办法，它是把一种功能完整较大程序分解为若
干个功能相对独立较小程序模块，对各个程序模块分别进行设计、编程和调试，最后把各个调试好程序模块联成一种大程序。模块化程序设计长处是单个功能明确设计和调试比较以便、容易完毕。一种模块可觉得各种程序所共享。
模块化编程详细体现是把各个功能相对独立模块作为子函数，主程序是一种不断循环检测构造。当系统上电自检、初始化后，进入信号输出循环，并自动查询面板按键状态，以检测顾客也许输入指令，拟定程序将要执行功能。

4.2 系统各模块程序设计
4.2.1 主控机程序模块
一方面，对单片机串口初始化，设立波特率为2400bit/s，以及nRF401初始化设立，由于nRF401是半双工无线通讯，因此初始设立为发射状态，选取通信频道1。然后，调用键盘函数读取键盘状态，通过读取键盘状态，获得要发送控制数字指令，通过CRC检查转换成数字命令，从串口通过nRF401把命令发送出去。

判断按键状态
通过串口把数据
命令发送出去
CRC检查码转换
开始
NRF401初始化
串口初始化

判断与否有按键 按下

NO
YES

图4.2.1 主机控制程序流程图
4.2.2从机程序模块
从机程序开始，对NRF401、串口、MAX6969以及中断进行初始化，然后进入默认中文显示模式，等待中断。由于16阵列每个点显示时间是由定期器拟定，但是，电机转速，一开始都是不拟定。因此，一开始显示不怎么对的。等到进入中断后来，通过自适应算法，逐渐对计时器初始值进行调节，过一定期间后，显示就正常了。进入中断后，通过对接受数据进行判断，实现文字和数字显示切换。
下面简朴说下，自适应算法实现过程。一方面，把假设旋转一周显示点阵数为16*128。那就意味着旋转一周需要显示点数为128个。由于电机旋转一周产生中断次数为3次。那么每次外部中断发生时，应当扫描点数为43个。在这里我设计为45个。也就是外部中断产生时，定期器应当产生中断次数为45次(也就是扫描45个点)。当进入外部中断时，通过判断计时中断次数来重新调节计时器值，如果定期器中
次数不不大于45，表白LED显示一种点时间太短(图象或者文字宽度减少)

开始
NRF401初始化，串口
初始化，MAX6969初
始化，中断初始化

等待中断
T0中断
依照主控命令执行操作
显示文字
显示数字
中断返回
外部中断
>45
接受并判断更新命令缓冲区
定期器中断次数COUNT=45？
延长定期器定期时间
中断返回

<45

=45

增长定期器定期时间
计算T0中断变量
COUNT加1

图4.2.2 从机控制程序流程图
应当恰当延长定期器定期时间；若定期器中断次数不大于45，表白LED显示一种点时间过长，应当恰当减少定期器定期时间。通过对定期器定期时间不断调节(也就是调节LED显示每一种点时间)，从而达到稳定显示。这种办法只需在软件上进行修改、调试，虽然电机转速发生了变化，也可以对的显示文字或图象。

第五章 结论
通过一种多月努力，掌握了旋转LED显示屏工作原理，本文设计基于单片机控制LED旋转显示屏，相比其他设计，此系统得到了简化，并且使可视角度达到了360度，通过电机改装，供电可以持续，减轻了主板重量，并且成功实现了设计基本规定。同步也提高了运用高档语言编写单片机程序能力，以及查阅资料和解决问题能力。系统重要实现功能有：
(1)通过单片机控制LED扫描显示时间，可以稳定显示数字或文字，轴向辨别率为16位。
(2)可以通过无线控制显示数字或文字。
(3)通过对电机改造，解决了系统供电问题，使系统可以长期工作。
但是这次毕业设计依然存在局限性地方。数据传送速度比较慢，没有实现主机到从机大量数据互换，重要使用了半双工通讯芯片nRF401，其收发状态转换需要1~3ms，影响了数据通讯效率。
总之，通过这次毕业设计巩固了此前所学知识，很大限度上提高了分析问题和解决问题能力。

谢 辞
随着毕业设计完毕，我大学生活也将结束。在这短短几种月时间里，让我学到了此前在课本上学不到知识。
一方面，我要感谢我导师胡波教师对我悉心指引和关怀。在论文写作过程中遇到了无数困难和障碍，都在教师协助下度过了。她为我毕业设计和论文顺利完毕倾注了心血和汗水，她渊博知识、严谨治学态度、平易近人性格以及在设计上敏锐洞察力，使我受益非浅。在整个毕业设计期间，胡波志教师给了我非常大协助和支持，从给我定题目，到工作开展，直到最后论文撰写都离不开她悉心指引。胡波教师给我提出了诸多宝贵建议，让我少走了诸多弯路，得以顺利完毕论文。
同步，在此我非常感谢学校对咱们严格规定，促使咱们严格遵守学校安排，能准时完毕毕业设计任务。
在这四年学习生活中，非常感谢机械与电气工程学院所有教师和同窗，与她们交流使我受益颇多。最后要感谢我家人以及我朋友们对我理解、支持、勉励和协助，正是由于有了她们，我所做一切才更故意义，也正是由于有了她们，我才有了追求进步勇气和信心，她(她)们对我支持和付出是我毕业设计得以顺利进行保障。

谢谢人们！

参照文献
[1] 李朝青. 无线发送/接受IC芯片及其数据通信技术选编.北京：北京航空航天大学出版社,.
[2] 陈尚松,雷加,郭庆.电子测量与仪器[M].北京：电子工业出版社，：108～126
[3] 徐科军.传感器与检测技术[M].北京：电子工业出版社，：12～33
[4] 马忠梅.单片机C语言应用程序设计[M].北京：北京