空中飛字ＬＥＤ燈設計與制作

摘要 本文介紹一種在空中顯示文字或圖案的旋轉式LED燈的設計與制作，詳細介紹了系統各部分的設計方法、原理、軟件流程及程序的實例，實驗結果明顯。

關鍵字 直流電機 單片機 LED 旋轉 空中飛字

the design and manufacture of air flashing led bulb

WANG HongweiAN Na

(Measure to Control Technique and Instrument Speciality， Instrument Science and Electrical

Engineering College ， Jilin University ， 130026 ， China)

AbstractThis text introduces a kind of design and creation of the revolving LED light which in the sky shows writing or pattern， introduces the system design method， principle and software process of each part and the solid example of the procedure in detail ，and has it tested and verified obviously.

Key words Direct current electrical engineering;Single slice machine;LED;Revolve; air flashing led bulb.

引言：由于物理學的重大突破，電子技術在20世紀取得了驚人的進步，特別是近40年來，電子技術的發展突飛猛進，無論是工業、農業，還是國防各領域都隨之得到重大變革，如今技術理論已為我們打下了堅實基礎，我們應當具備的則屬開發和創新的能力，本文所介紹的空中飛字LED燈就是一個例子，通過對普通12V直流電機的改裝和單片機的應用實現這一功能。通過這一視覺效果激發我們對科學電子的興趣。

1．空中飛字LED燈的設計與實現

1.1 總體設計

在這里我們選取的是一個12V直流電機，由其帶動電路板旋轉，通過對電機的改裝為單片機供電，即：由電機內部轉子引出三根導線，通過整流濾波及穩壓電路后為單片機供電。由此解決了如何為處于高速旋轉的電路供電這第一個難題；其二要解決電機與電路板的連接處如何固定問題，我們選用橡膠墊來連接，并用了較粗的三根漆包線焊至電路板上，增大摩擦使得連接牢固耐用；最后要解決的是如何為顯示文字或圖案定位，因為電路板與電機的轉子是相對靜止的，轉子上換向器的每個電極什么時候變化，是和電機轉子的位子有關的，因此可以使用其中的任意一路信號線來給旋轉LED顯示的起始位置定位。這樣我們只要寫入所要實現的程序，根據電機的轉速設計好沿時就可以實現LED燈的旋轉顯示了。

1.2 直流電機的改裝

因為裝在電機上的電路始終處于高速旋轉狀態，這樣我們就無法使用通常的方法來給電路供電。我們想到了對電機進行改裝。直流電機是由轉子和定子組成的，它的旋轉需要交變的電流，這是通過電刷和固定在轉子軸上的換向器來實現的。我們把電路固定在電機的轉子上，因為我們可以從電機的轉子中取得電源。方法很簡單，也就是從電機的換向器上用漆包線把三相電引到電路板上，經整流，濾波及穩壓后給單片機電路供電。此外我們的電路板和電機的轉子是相對靜止的。也就是說換向器上的每個電極什么時候變化，是和電機轉子的位置有關的，這樣我們可以使用其中的任意一路信號來給LED顯示的起始位置定位。

1.3 整流穩壓濾波電路

在這里我們只需對每根信號線接上兩個二極管來整流，再通過典型的濾波穩壓電路就可以了得到穩定的+5V直流電了，電路如圖2。

1.4 單片機電路及程序流程

1．4．1單片機的選取

單片機作為計算機發展的一個重要領域，應用一個較科學的分類方法。根據目前發展情況，從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。

我們這里主要用到單片機的一個外部中斷和一個8位數據口傳輸數據，所以選擇了功能比較簡單的2051單片機，具有成本低、體積小等優點。

1.4.2 程序流程圖

1.4.3 程序實例剖析

下面介紹一個顯示“吉大”的程序實例；在程序的開始定義一個顯示數組如下：

unsigned"char xianshi[16]

={0xff，0xbf，0xa1，0xa5，0x05，0xa5，0xa1，0xbf， ""http://顯示“吉”

0xdd，0xdb，0xd7，0x0f，0xd7，0xdb0xdd，0xff //顯示“大”"

主函數為開中斷語句（IE=0x81;）及死循環等待下次中斷語句（while(1);）

中斷處理子程序：

"void"display()"interrupt"0""

{ unsigned char"i;

for(i=0;i<16;i++)

{P1=顯示[i];

delay();}"http://延時子程序，延時長短根據電機的實際轉速進行調整

P1=0xff;}

這樣我們可以改變顯示數組的內容來得到不同的顯示結果。

1.5測試結果

通過上述分析、制作，我們可以實現這一完美的動態顯示，圖4為空中飛字“吉大” 二字的動態顯示結果。

2．結束語

我們可以把這一制作應用為電子類、控制類等學科的入門實驗，這樣可以更加激發學生們對這些學科學習的興趣。現如今，隨著電子技術，計算機技術的發展，越來越多的新產品將問世，我們應當加強創新的意識，更好、更快地推動社會發展。

參考文獻

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