基于MSP430G2553的LED旋轉屏設計

梁鑫詵　呂晟葳　張倩

摘要：本文設計的系統利用人眼的視覺暫留特點，以無線供電形式，用MSP430G2553單片機作為核心芯片，控制24燈LED按一定的時間間隔，變化方式，進行圖案，文字的變換，對信息進行輸出。

關鍵詞：MSP430；LED旋轉屏；視覺暫留；無線供電

二、硬件部分

（一）無線供電模塊

原理是將直流電壓經過由B772芯片組成的自激振蕩電路轉變成交流電壓，然后經過初級線圈，初級線圈與次級線圈耦合，交流電壓再經過單項橋式電路整流、濾波、穩壓之后轉變為直流電壓。

（二）紅外模塊

由于LED旋轉屏是在高速移動的，所以不能接線更改顯示內容，只能采用遙控。本次設計采用的紅外遙控器為日本NEC公司的uPD6121G型號，接收端是紅外一體化接收頭1838，用來捕捉空間的紅外信號，占用P1.0管腳電平檢測進行紅外解碼。

按下按鍵時，由1838接受后會產生一系列脈沖波形，經過引導碼后，依次發出系統碼1（地址碼），系統碼2（地址反碼），數據碼，數據反碼。其中取用脈寬調制串行碼，以脈寬0.565ms、間隔0.56ms、周期1.125ms的組合形式表示二進制數的“0”；脈寬0.565ms、間隔1.685ms、周期2.25ms的組合形式表示二進制數的“1”，用MSP430G2553的TIMERA0.1的捕獲功能，進行二進制“0”，“1”的采集和判斷，按給定的編碼順序進行識別，接收，并與遙控器手冊中給出的按鍵編碼進行比較，即可判定是哪個按鍵按下，進而進行相應操作。

（三）起點檢測模塊

旋轉LED旋轉起來是一個圓，那么就需要一個傳感器來判斷起點的位置。本模塊起點檢測選擇紅外對管的形式。這個起點檢測很重要，單片機就是在紅外對管對接時才作為起點開始顯示的。同時，也根據起點，確定旋轉一周的列數，進行LED高低電平數據的寫入。

（四）配重調節

在旋轉屏LED相反一側加銅柱，以保持兩端配重大致相等，減少抖動，以及抖動造成的檢測誤差及機械噪音。

（五）時鐘芯片模塊

采用DS1302芯片，實時時鐘具有能計算2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調整的能力。自帶紐扣電池供電，保證旋轉屏斷電時，時間不丟失。

三、軟件部分及原理說明

應用人眼的視覺暫留特點，電機旋轉后，通過給燈發送不同的數據，能產生不同圖案。

如圖中的“32”字，將“32”字轉換成分辨率為24*24的點陣，其中橙色區域表示二極管滅。由數字量1表示；綠色區域表示二極管亮，由數字量0表示。MSP430G2553通過鎖存器，控制24個LED燈，經檢測，150us為LED燈轉動一個圖中點寬度的時間，即按150us間隔，用MSP430往24個LED燈發數據：0xff（高8位），0xff（中8位），0xff（低8位），（第一列），0xff，0xff，0xfc（第二列）……0xff，0xff，0xff（第十二列）即可在旋轉屏上顯示出24*24的“32”字。

按此原理，以MSP430為控制芯片，按一定時間間隔，發送從字模軟件中取出的不同字模的數據，即可在旋轉屏旋轉起來后顯示出相應的文字效果。而若想讓一組文字不斷地移動，需要添加一個計數變量，旋轉LED每旋轉一周，這個計數變量就加一，起始列便會指向上一周起始列的下一列，這樣不斷刷新，感覺文字就在不斷移動了。配合上紅外模塊，可以進行圖案（文字）的切換以及旋轉，產生不同組合的視覺效果。實物效果圖如下所示。