开题报告--线阵led显示屏设计与实现

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1、毕业设计（论文）开题报告题目线阵LED显示屏设计与实现系电子工程专业电子信息科学与技术姓名班级学号指导教师一.综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义K线阵LED显示技术的简述本技术主要是研究基于LED旋转显示屏的图像显示技术。LED旋转显示屏是有一排LED发光二极管绕其一端快速旋转而形成一个LED伪点阵平面。当这排LED旋转到不同位置时给予其不同的数据，转完一圈就会在整个旋转面上显示出有意义的信息。如果一排有N个LED,分辨率最大可达2N*2",为达到最大分辨率就要将旋转平面分成8*N条半径线组成。本项目研究的难点就是在最大分辨率条件下的显示信息的提取与显示，而显示

2、的难点在于旋转电机速度的精确控制。本设计的研究已经有一些成果，但只能显示程序烧录是所附带的显示信息，所以本设计还加入了无线数据传输及其Reed-Solomon编解码以及可视化的PC上位机，使得用户可以在PC端输入自己想要显示的信息通过无线传输使线阵LED显示这些信息。2、国内外发展及现状该项目或者是类似的项目不论在国内还是国外都有很大一部分群体在研究。其在大学校园内以及技术爱好者之间都颇为流行，主要原因是该项目所作出的实物很肓观，很具有视觉欣赏价值。目前流行的旋转LED显示基本上可分为如图1所示的两种类型，即旋转成平面的显示以及旋转成圆柱面的显示。a旋转圆面显示屏示意图b旋

3、转柱面显示屏示意图图1旋转显示类型对于旋转显示技术，国内外各种设计与制作的功能与显示效果差别不大。一般的设计制作只是在旋转面或者旋转圆柱面上显示一串英文字符或者儿个汉字，还有一种比较流行的设计是显示一个模拟时钟，并且可以模拟时钟指针的行走。由于LED个数的限制造成旋转显示屏的分辨率得不到提高，从而只能用作一些普通的文字显示。国外有一些基于旋转显示技术的设计很有创意，比如，有基于旋转圆柱面显示屏设计的一个俄罗斯方块游戏；有将旋转显示屏置于自行车轮上，行走时显示字符……这些都是显示屏的咼级应用，但是，很少看到右图形的显示设计。不同的设计基木上用到得都是直流电机作为旋转设备。用软

4、件配合硬件达到精确控制速度的目的。因为在旋转平面显示屏上外圆两点间距较内圆疏，整个显示平面圆的分割份数不好控制，太少则外圆会出现失真，太多则显示信息数据不好提取，同时显示信息数据量加大，对电机转速要求更高。本项目就是要解决高分辨率下显示信息数据的获取问题以及速度控制问题。所以，项目的主要工作是在软件设计上。编写PC机上的软件，获取显示信息数据，再传到控制旋转显示屏的单片机上。编写单片机端程序使之能精确控制旋转电机转速和显示屏显示。技术上的难点在于显示信息数据的获取。这部分在电脑上完成，只是软件的编写。3、选题的依据及意义这次毕业设计的题目为“线阵LED显示屏设计与实现”它用

5、到了旋转LED显示技术和单片机技术。我们知道以前的LED显示屏都是点阵形式的，虽然编程简单直观,但是硕件成本高、体积大，很不方便。于是后来就有了线阵LED显示技术，通过旋转线阵LED形成一个显示平而。相对于传统的LED点阵显示屏有低功耗、低价格、体积小、更有吸引力等优点。目前这种技术发展迅猛，尤其在广告应用方面得到了广泛的应用，随着LED技术的的发展，双色甚至三色LED已经Fl趋成熟，能够满足显示彩色图像要求。目前，有研究把线阵LED显示屏应用到显示时钟上，随着技术的成熟，将岀现以线阵LED技术为基础的显示屏，可以显示各种图像和文字，甚至可以当场计算机的显示器使用。因此研究

6、线阵LED显示屏的设计与是非常有用和有意义的。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：1、研究的基本内容(1)线阵LED显示屏系统的基本组成及工作原理电脑输入检测信息接收单片机控制系统速度控制LED发光管显示驱动电机驱动电机测速电机图2线阵LED显示屏基本组成框图线阵LED显示屏系统有3个部分组成，第一个部分是PC机或嵌入式系统，该部分主要用于输入需要显示的图像、文字等数据，经过上位机的处理后通过串口或者其他通信方式发送控制信号和数据到线阵LED显示控制系统。线阵LED显示系统根据上位机发来的控制信号以及数据计算出线阵LED在每个位置所在的显示数据，然后通过算法精确控制无刷电

7、机的转速，并通过光栅获取当前线阵LED所在的位置，控制系统根据获取的位置信息发送显示数据给LED线阵，基本组成如图2所示。(1)线阵LED显示屏的硬件电路设计包括系统硬件方案的论证；LED控制电路的设计；系统硬件的组装焊接、测试与改进。(2)电机速度的精确控制的设计电机速度的精确控制主要是靠安装高精度的编码器作为反馈配合控制算法实现的。控制算法主要采用PID控制原理，在部分情况下结合模糊控制算法一起作用，算法的参数由无刷电机的驱动、无刷电机以及光栅的各个参数估算得到，并经过大量测试得到最佳参数。这是在显示屏上稳定显