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POV旋转LED显示器的设计POV（视角旋转）LED显示器是一种独特的显示设备，它通过快速旋转LED灯来创造出动态的图像和文字。
这种显示器可以用于广告牌、装饰、文化展示等多种场合，给人们带来全新的视觉体验。
**设计理念**POVLED显示器的设计理念是通过旋转LED灯来创建持续的动画效果，从而吸引人们的注意力。
设计师需要考虑到显示器的结构、控制系统、动画效果等多个方面，确保整个系统的稳定性和实用性。
**结构设计**POVLED显示器的结构设计包括LED灯的安装位置、旋转机构、显示屏的形状和尺寸等。
LED灯通常安装在一个旋转的杆上，通过电机驱动旋转，形成视觉效果。
显示屏可以采用圆形、球形、长条形等不同形状，视具体需求而定。
**控制系统**POVLED显示器的控制系统是整个设备的灵魂，通过控制系统可以实现LED灯的旋转速度、显示内容的更新等功能。
控制系统通常由微控制器、传感器、电机驱动器等组成，确保设备的稳定性和灵活性。
**动画效果设计**POVLED显示器的动画效果设计是整个设备最重要的部分，通过不同的线条、色彩、速度等参数，可以创造出精彩的动态效果。
设计师需要考虑到显示内容的清晰度、流畅度和吸引力，确保观众能够完全沉浸在视觉盛宴中。
**技术挑战**POVLED显示器的设计面临着许多技术挑战，包括LED灯的高速控制、旋转机构的稳定性、控制系统的精准度等。
设计师需要不断地进行技术测试和改进，确保整个系统的可靠性和性能。
**应用领域**POVLED显示器的应用领域非常广泛，可以用于室内外广告牌、文化展示、装饰艺术等多种场合。
其独特的视觉效果吸引了许多人的关注，成为现代展示技术中的一种重要形式。
**总结**通过对POVLED显示器的设计理念、结构设计、控制系统、动画效果设计、技术挑战和应用领域的探讨，我们可以看到这种设备在展示技术领域的潜力和广度。
设计师需要不断地进行创新和突破，以满足不断变化的市场需求，为人们带来更加丰富和多样的视觉体验。
内蒙古大学论文题目基于单片机的旋转式LED显示屏的设计与控制学院：物理科学与技术学院专业：电子与通信工程研究方向：信息光学与通信技术******指导教师：常虹副教授2018 年4月24日原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
除本文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：在学期间研究成果使用承诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。
为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学。
作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意；若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。
学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：基于单片机的旋转式LED显示屏的设计与控制摘要当前LED显示屏的使用范围非常广，但是它们的造型单一，缺乏新意。
而且当前传统的旋转LED显示屏，都是在旋转部分外加电池进行单独供电，电池供电使用时间短，充电时间有限，不能连续工作，破坏整体平衡，需要配重，增加电机功耗，造成使用时间缩短，电池和电机使用寿命的降低，效率也非常低，成本也相对较高；另外，传统显示屏的温度较高，散热性差；传统显示屏上的LED并没有得到最大化的利用，造成了资源的浪费。
随着工业4.0时代的到来，对于LED信息显示技术也需要越来越智能化和多元化。
本文设计一套装置，基于单片机采用旋转式LED来显示文字，利用眼睛视觉暂留的这一特征，只需要两列发光二极管在电机的作用下高速旋转，显示出很好的动画效果，即可以用很少的LED实现一整块显示屏的功能。
设计报告参赛题目：十字旋转LED显示屏参赛单位：计算机系参赛队员：赵建杨国利韩伟堂十字旋转LED显示屏摘要：本系统以STC89C（LE）51单片机为控制中心，用电动机带动LED转动，用单片机控制LED点亮和熄灭来形成文字的，单片机32个IO口分别控制16个红LED和16个绿LED；一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接收管每转动一圈就会导通一次，让单片机知道从哪一点开始播放字符或者图象。
同时还增加了红外线无线输电的方法，无触点，长寿命。
无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理。
关键字：STC89C LE 51；LED；无线传输设备，长轴电动机。
目录十字旋转LED显示屏1 系统方案1.1 系统整体设计方案2 系统的硬件设计与实现2.1系统硬件的基本组成部分2.2主要单元电路设计2.2.2主板旋转部分2.2.3 I/O口说明参考文献附录：完整原理图1 系统方案1.1 系统整体设计方案电动机带动LED转动，用单片机控制LED点亮和熄灭来形成文字,单片机32个IO口分别控制16个红LED和16个绿LED；一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接受管每转动一圈就会导通一次，让单片机知道从哪一点开始播放字符；无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理：2 系统的硬件设计与实现2.1系统硬件的基本组成部分系统设计为两部分：底座供电部分和主板旋转部分。
底座为其供电，主板负责文字旋。
2.2主要单元电路设计2.2.1底座供电部分图2-12.2.2主板旋转部分图2-22.2.3 I/O口说明单片机32个IO口分别控制16个红LED和16个绿LED；一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接收管每转动一圈就会导通一次让单片机知道从哪一点开始播放字符或者图象；无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理：参考文献[1]魏忠，蔡勇，雷红卫。
嵌入式开发详解.电子工业出版社.2003.[2张靖，刘少强，检测技术与系统设计。
基于TLC5947的旋转LED屏显示控制器设计方案详解引言 在各种设备中，显示设备占有重要地位，少了显示设备就像人少了眼睛，很多内在的东西都看不见。
显示设备很重要也很常见，然而它的外形总是那幺单调，像一个个的模型。
旋转LED屏以其新颖、可视角360°吸引了电子狂热者的眼光。
本项目是通过主控芯片STM32F103，将触摸技术与旋转LED 屏幕相结合，可以实现时钟的变换，还可以利用触摸技术在旋转LED上玩一些小游戏，让旋转LED不再只是单一的观赏性的技术。
旋转LED显示屏是一种通过同步控制发光二极管(LED)位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖、成本低、可视视角达360°而得到了迅速的发展。
目前，常见的LED显示屏都是采用扫描方式进行显示的,其实现原理是在不同时间段内控制不同批次的LED轮流点亮，根据人眼的视觉暂留特性，当扫描帧频达到24Hz以上时，人眼便感觉不到扫描过程,而是一幅稳定的图像。
旋转显示屏则是通过控制一行或一列LED快速移动位置和改变点亮状态来实现图形的显示，如果LED在各位置循环变换速度足够快,同样可以显示出一幅稳定的图像。
POV原理(即视觉滞留原理)将它用于显示屏，优势表现在可用少量LED实现传统方式下海量LED才能实现的显示屏。
用单片机控制LED，触摸按键提供用户与系统交互。
旋转中的LED漂浮在半空中的景观给视觉带来享受。
基于这样的现状和原理，本文提出了基于TI公司TLC5947驱动芯片及STM32F103的旋转LED屏显示控制器设计。
该旋转LED屏采用人眼视觉频率滞留原理，制作的旋转LED虚拟屏在微控制器的精确控制下，使用少量的。
POV旋转LED显示器的设计1. 简介持续演进的技术使得人们对于可视化媒体的需求不断增加。
在这个数字时代，人们对于高质量的视觉体验有了更高的期望，因此智能设备在逐渐迭代中也在朝着更好的显示效果发展。
POV（Persistence of Vision）旋转LED显示器就是其中的一种创新应用。
本文将介绍POV 旋转LED显示器的设计原理、实现方法以及应用场景。
2. 设计原理POV旋转LED显示器的设计原理基于人眼视觉暂留效应。
当人眼接收到快速切换的图像序列时，会产生心理暂留的效应，误以为这一系列图像是连续的。
POV旋转LED显示器利用LED点阵快速闪烁，通过旋转的方式来形成连续的图像效果。
3.1 电机控制POV旋转LED显示器需要一个电机来实现旋转的效果。
选择合适的电机需要考虑到旋转速度、动力和重量等因素。
通常，步进电机是一种比较常用的选择，由于其精确度高、控制简单等优点。
3.2 LED点阵LED点阵是POV旋转LED显示器的核心组件，用于形成图像。
选择合适的LED点阵需要考虑到分辨率、亮度和色彩等因素。
常见的LED点阵有单色、双色和全彩三种类型。
根据应用场景的需求选择适合的LED点阵。
3.3 控制电路控制电路主要包括微控制器和电源部分。
微控制器用于控制LED点阵的亮灭和切换，电源提供电能给整个POV旋转LED显示器系统。
4.1 图像处理图像处理是POV旋转LED显示器实现的关键步骤。
首先，需要将目标图像分割成合适大小的图像帧，并将其转换成对应的LED点阵矩阵。
然后，通过控制电路将LED点阵矩阵按照旋转速度控制进行快速切换，并实现连续的图像效果。
4.2 控制算法控制算法主要负责控制旋转的速度和方向，以及LED点阵的亮灭和切换频率。
根据不同的图像和效果需求，可以使用不同的控制算法，如PID控制、模糊控制等。
4.3 用户界面用户界面是POV旋转LED显示器的交互部分，通常通过按钮或者手机APP来实现与用户的交互。
线阵LED图文显示装置（H题）摘要：本设计采用TOP-down（自顶向下）的设计方法。
首先明确这个题目要实现的功能，再将该系统分成LED阵列控制、电机测速并显示和标杆定位等3个模块。
用手机电池给LED和单片机供电，单片机工作电压为3.3V，LED用NPN三极管8050驱动。
采用3144霍尔传感器实现测速和标杆定位功能，并用1602显示转速，采用光敏二极管控制LED亮度。
通过用示波器测霍尔传感器输出信号的频率来计算电机转速和LED整体限流是我们的创新点，旋转平台的平衡调节、采用手机可充电电池供电是我们的亮点。
关键词：霍尔测速、光敏二极管、充电电池供电一、本设计的亮点和创新点1、在旋转平台上电池那端安装一个螺杆，通过增减螺母的数量来控制旋转平台两端的平衡。
线阵LED 图文显示装置结构图2、采用手机充电电池作为LED 阵列和处理器的电源。
手机电池容量、体积轻、可充电循环利用。
充电时不需要拆下电池。
3、通过光敏二极管和一个2.7K 的电阻一起控制NPN 型三极管基极的电流，从而控制加在LED 上面的电流，这样不需要在每个LED 前面加限流电阻。
只需要用一个限流电阻，电路简单。
光敏二极管暗电流较小，有光时光电流较大。
4、通过用示波器测霍尔传感器输出信号的频率来计算电机转速。
当磁钢经过霍尔传感器时，霍尔传感器输出一个低电平，若转速比较大，它实际上就是产生了一个方波。
我们用示波器测这个波形的频率即可知道电机1秒钟转了多少圈。
5、LED 阵列采用共阳极的接法，防止因为单片机高电平电压不足导致LED 不亮。
6、通过霍尔传感器测速，采用LCD 显示屏1602直观的显示出电机的转速。
电池磁钢霍尔传感器螺杆和螺母霍尔传感器单片机单片机磁钢1602显示转速1602转接板二、方案论证与设计1、整体结构方案方案一：LED阵列的供电电源安装在下面木板上，然后采用电刷与上面连接给上面的单片机和其他元器件供电。
但是由于转速比较快电刷很可能因发热刷坏，工作寿命不长，故舍去该方案。
智能全彩led立体旋转显示屏的研究与设计智能全彩LED立体旋转显示屏的研究与设计是目前大型LED显示屏应用领域中一个重要的研究课题。
智能全彩LED立体旋转显示屏的主要组成部分包括：LED照明元件、驱动电路、控制系统以及外壳结构。
本文围绕以上几个方面通过对LED照明元件、驱动电路、控制系统和外壳结构的研究探讨了智能全彩LED立体旋转显示屏的整体设计方案。
首先，介绍了智能全彩LED立体旋转显示屏使用的LED照明元件。
在显示屏面板中，LED照明元件必须具备良好的光学性能，其光谱宽度要尽可能“广”，以便实现画面的真实感；此外，LED照明元件的亮度也必须满足实际使用的视觉要求。
在此基础上，考虑使用紫外光引发技术，实现LED照明元件在不同色温下的色彩持续性和可靠性，以及减少LED照明元件之间的发光不均匀性，这对于拥有更高质量的显示画面有着重要的意义。
其次，研究了LED立体旋转显示屏的驱动电路设计。
Led显示屏的驱动需要满足设计的参数要求，如输入电压、电流特性、可靠性等，保证显示屏的稳定性和可靠性；此外，其驱动电路的设计必须考虑控制系统的需求，使智能全彩LED立体旋转显示屏具备更高的智能性能。
随后，本文还介绍了智能全彩LED立体旋转显示屏的控制系统设计。
控制系统是LED立体旋转显示屏的核心部分，能够实现对显示画面的实时监控，并且根据实际情况进行调节，从而保证显示分辨率和性能，同时具备多种控制和通信接口，能够实现智能控制与交互。
此外，控制系统的设计还应考虑以往经验，避免发生意外故障，保证系统的安全性和可靠性。
最后，提及了智能全彩LED立体旋转显示屏外壳结构的设计。
它的外壳由聚脂材料制成，有利于保护室内环境，提高显示屏使用的安全性，同时外壳结构也要考虑尺寸，重量和金属材料等问题，以及外壳面板和散热装置的设计，以满足显示屏整体设计的要求。
总结来说，智能全彩LED立体旋转显示屏的设计要求涉及多方面的研究，从LED照明元件、驱动电路、控制系统以及外壳结构等方面进行考虑，以实现智能全彩LED立体旋转显示屏的智能化，为消费者提供更高品质的显示效果。
基于TLC5947的旋转LED显示屏显示控制器设计
关键字：TLC5947 旋转LED屏
在各种设备中，显示设备占有重要地位，少了显示设备就像人少了眼睛，很多内在的东西都看不见。
显示设备很重要也很常见，然而它的外形总是那么单调，像一个个的模型。
旋转LED显示屏以其新颖、可视角360°吸引了电子狂热者的眼光。
本项目是通过主控芯片STM32F103，将触摸技术与旋转LED屏幕相结合，可以实现时钟的变换，还可以利用触摸技术在旋转LED上玩一些小游戏，让旋转LED不再只是单一的观赏性的技术。
旋转LED显示屏是一种通过同步控制发光二极管(LED)位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖、成本低、可视视角达360°而得到了迅速的发展。
目前，常见的LED显示屏都是采用扫描方式进行显示的，其实现原理是在不同时间段内控制不同批次的LED轮流点亮，根据人眼的视觉暂留特性，当扫描帧频达到24Hz以上时，人眼便感觉不到扫描过程，而是一幅稳定的图像。
旋转显示屏则是通过控制一行或一列LED快速移动位置和改变点亮状态来实现图形的显示，如果LED在各位置循环变换速度足够快，同样可以显示出一幅稳定的图像。
POV原理(即视觉滞留原理)将它用于显示屏，优势表现在可用少量LED 实现传统方式下海量LED才能实现的显示屏。
用单片机控制LED，触摸按键提供用户与系统交互。
旋转中的LED漂浮在半空中的景观给视觉带来享受。
基于这样的现状和原理，本文提出了基于TI公司TLC5947驱动芯片及STM32F103的旋转LED屏显示控制器设计。
该旋转LED显示屏采用人眼视觉频率滞留原理，制作的旋转LED 虚拟屏在微控制器的精确控制下，使用少量的LED便可完全实现传统方式下海量LED才能实现的一种新型显示技术。
旋转三基色全彩LED是基于RGB原理，通过改变三种颜色的色调、饱和度、强度可以实现最高36色真彩图片显示，从而使显示更加绚烂夺目。
该旋转LED屏与平板式LED显示屏和其他显示器技术(如CRT、LCD、PDP)相比较，旋转式线阵LED屏幕有着成本低、分辨率高、功耗小等几个明显优势。
1 系统硬件设计
STM32F103通过TLC5947与LED连接，用来控制旋转板上LED灯的显示。
例如可以通过
单片机STM32F103控制LED灯旋转显示时钟模样或各种图形，如果条件允许的话，可以显示一些简单的游戏。
LED与ARM处理器相连接，通过ARM处理器对触摸信号的处理来实现LED灯的显示样式的变化，从基态的指针式时钟变为数字显示式以及改变其显示的背景，还可以进行时间的校准操作。
TLC5947驱动旋转LED屏显示控制电路如图1所示。
1．1 STM32F103简介
选用了STM32F103控制器，STM32F103是增强型系列，最高工作时钟频率可达72 MHz，具有ARM Cortex-M3内核、128～256 KB Flash、20～48 KB RAM、8 MHzCPU晶振、32．768 kHz RTC晶振以及丰富的外设(64个快速I／O口)和4 GB的线性地址空间。
ARM采用的仿真器很贵，而单片机的调试工具则非常便宜。
相较之下，Cortex-M3参考单片机，专门拿出一个引脚来做调试，从而节约了大量的人力物力。
Cortex-M3集成了大多数的存储器控制器，这样就可以直接在MCU外连接Flash，降低了设计难度和应用障碍。
Cortex-M3处理器结合了多种突破性技术，使得它能实现低功耗、低成本、高性能三者(或二者)的结合。
编程支持ISP 下载功能，能通过USB端口和JLINK仿真器供电，使用起来非常方便。
1．2 TLC5947简介
TLC5947是TI(德州仪器)公司推出的24通道，具有内部晶振的12位PWM脉宽调制的LED驱动芯片。
TLC5947采用超小32引脚QFN的高级封装。
它为LED提供了精确的恒流值，通道与芯片之间的差异值只有±2％；高速的传输速率(单片芯片时30 MHz，级联为15 MHz)；输出通道之间交错时间迟滞，避免出现传输误差；该芯片内部具有温度检测系统，当芯片的温度过高时为了保护芯片，它会自动断开所有的输出通道，当温度恢复正常，芯片正常工作；该芯片支持级联，可以多个芯片共同工作以驱动更大规模的LED显示屏幕。
24个通道的当前电流值是通过外部IREF与地之间的阻值来设置的，驱动电路中的电阻由所驱动LED灯的电流决定。
芯片具有宽泛的操作电压3．0～5．5 V，含有4 MHz的内部晶振。
TLC5947适用驱动全彩LED和显示屏。
1．3LED显示屏选用三色(RGB)LED灯，实现多重色彩光源，绚丽多彩的输出。
同时，LED本身也具备相当的稳定度、高效率、单色彩纯度高、光强度可调等功能。
LED与ARM处理器相连接，通过ARM处理器对触摸信号的处理来实现LED灯的显示样式的变化，从基态的指针式时钟变为数字显示式，以及改变其显示的背景，还可以进行时间的校准操作。
2 系统软件设计
2．1 点亮点-线-圆的设计及其算法和公式
点设计主要应用直角坐标到圆坐标转换，通过坐标转换点亮任何位置的灯。
线设计源于点设计，在点设计基础上采用Bresenham直线演算法画出所需的直线、斜线、曲线。
在线设计基础上衍生出矩形绘画、绘图、填充等功能。
程序初始化完了，接着定义由直角坐标转换到极坐标，在程序中将弧度转到角度，在转换的时候考虑到会有负数数据的输入，加入360+ 0．5均是为了优化程序，防止出现误差。
程序中距离，角度
直角坐标到圆坐标转换算法如下：
直角坐标转换完后，可以设置点的亮灭，接着用Bresenham直线演算法画出直线。
系统上电后，首先读取系统的初始状态，设置ARM和TLC5947的工作状态，开启无线通信；然后等待旋转屏幕稳定，初始化菜单，等待输入指令；利用Qtouch控制传输命令到STM32F103，执行指令(用户交互过程)；执行用户命令操作。
2．2 TLC5947芯片时序
芯片的主要控制引脚有4个：数据输入端SIN、外部时钟输入端SCLK、灰度寄存器控制端XIAT以及输出控制端BLANK。
通过数据输入端口将所需要的灰度数据送到SIN端，然后通过控制时钟信号SCLK将数据写入到芯片内部的灰度数据移位寄存器中，之后通过控制灰度寄存器的控制端XLAT的高低电平变换实现芯片TLC5947内部灰度数据的更新。
当XLAT引脚的电平发生变化而产生一个上升沿时，TLC5947内部灰度数据将被更新一次，即图3中Grayscale LatchData中被重新写入数据。
芯片的数据输出分两部分，一部分是串行数据输出和恒流源数据输出。
串行数据输出是接在灰度数据移位寄存器之后，当寄存器的数据满256位时，可以根据SCLK时钟的变化通过一个DQ触发器将数据从串行数据端口SOUT端输出，这一端口主要是芯片级联时后一级芯片的数据输入；而恒流源数据输出OUT0～OUT23则是通过输出控制端口BLANK和芯片内部自带时钟Oscillator Clock来共同控制，其中输出电流大小则可以通过芯片的VREF引脚的外接到地电阻来控制，根据外接LED的自身限流参数，保证LED正常工作。
本系统中采用的是3．2 kΩ电阻，所以该芯片的控制主要是4个引脚端口的控制，操作上比较简单方便。
3 结论
实验中，通过主控制器STM32F103对两片级联的TLC5947芯片进行了测试，外围电路连接的是三色LED灯，外界供电电压为5 V稳压源，转换之后系统的供电电压为3．3 V稳压源。
当写入相对应的程序控制字时，三色LED灯能够正确显示，单一色、混色两种工作模式均成功得以实现。
而且LED灯之间的变化时间可以通过程序来控制，只要主控制器的时钟频率合适，变换时间均在人眼识别能力之外，这样就可以通过改变不同的程序控制字来实现全彩LED显示屏的设计。
文章来源：LED显示屏—视爵光旭
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