STC51單片機控制的十字旋轉LED顯示屏

王晗 李姿 沈陽工學院信息與控制學院

1 概述

十字旋轉LED顯示屏制作難度不高，成本低。可以作為電路焊接和單片機初學者練習之用。開始旋轉后，快速轉動的led會形成一個浮空的屏幕，并且在屏幕上可以顯示之前已經在單片機中寫好的內容。

2 旋轉LED顯示屏原理介紹

如何讓一列燈旋轉起來感覺像穩定的字顯示在空中呢？首先我們來分析下人的眼睛，其實人的眼睛非常好騙的，只要讓電機掃描的快一點就行了，實際上肉眼在24幀/秒以上就不會看到閃爍的，所以要保證電機的速度能在一秒轉24圈以上，這樣的話人眼就覺得旋轉的字很穩定很清晰的顯示在空中了。旋轉LED旋轉起來是一個圓，那么就需要有一個傳感器來判斷起點位置，有人用霍爾傳感器，有人用紅外對管，筆者覺得用紅外對管來的便宜些，而且實現起來也容易。這個起點檢測非常重要，單片機就是根據這個起點來判斷是否要開始顯示 數據的。如果起點檢測不到 單片機就不開始顯示。

最后一點是供電的問題，旋轉LED供電問題是比較麻煩的，這里我采用了無線供電方式(原理如圖1)，經過實踐論證，功率很有限，需要改進的地方還很多，電路原理是把直流轉成交流，然后經過初級線圈 ，最后次級線圈感應得電，經過整流濾波后給旋轉部分供電，直流轉交流部分電路是一個自激震蕩電路。

圖1 無線供電原理圖原理圖

3 C51單片機的工作原理

STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系統可編程芯片，最高工作時鐘頻率為80MHz，片內含4K Bytes的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，具有在系統可編程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進單片機內部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。STC89C51RC系列單片機是單時鐘/機器周期(1T)的兼容8051 內核單片機，是高速/ 低功耗的新一代8051 單片機，全新的流水線/精簡指令集結構,內部集成MAX810專用復位電路。

4 模型制作過程

筆者首先研究電路原理圖，把所有元器件分類放好，放入一個容器中防止丟失，根據元件清單檢查元件數量和質量。然后根據電路圖組裝焊接實物，在焊接過程中注意不要將正負極接反，防止元件損壞。芯片類元件不要焊接時間過長，防止熱擊穿。

建議：沒焊接過貼片的，可以借助輔助工具（鑷子），更好的完成工作，并且焊錫質量不要太差。

5 組裝調試

組裝焊接結束后檢查是否有虛焊之處，再用萬用表檢查是否有短路之處。檢查完畢后接通電源， 并按下啟動按鈕。實物圖如圖2。

圖2 實物圖