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柱形旋转全彩显示屏

专家
2013-01-31 15:51:38     打赏

作者:潍坊工程职业学院 程飞燕 李艳 刘荣仁

指导教师:郇新

 

  作品简介

 

  

  本产品是柱形旋转全彩显示屏,以旋转扫描方式代替逐行扫描我们使用一排32个全彩LED显示灯,在高度旋转时由于人眼的视觉暂留效应,我们就可以看到一幅完整的图案,通过处理器控制全彩LED显示灯的刷新方式和频率可以显示不同的彩色图片、文字。

  在运行过程中我们的旋转显示屏需要实时刷新全彩图案,对处理器的数据处理速度以及I/0电平的转换速度都有很高的要求,我们采用了MK10DN512ZVLL10作为主控芯片。运行过程中显示屏的旋转速度不是固定的,要求在不同速度下均能显示完整的图像,我们程序方面采用自适应调节的方法,根据转速的不同调整LED的闪亮频率,避免由于转速改变产生的图像变形。

  本产品使用32个彩色LED就能形成一个柱形的显示屏,相对于普通平面显示屏使用的LED数量降低了近200倍,大大降低了产品的成本,而且保证了360度全方位都可以看到图像,特别是显示动态图像时效果更好。作为信息显示的重要媒体,在金融证券、体育、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。

 

  平台选型说明

 

  本系统采用Freescale MK10DN512ZVLL10开发板

 

  设计说明

 

  1.原理图

  


  2.设计原理:

  LED显示屏已广泛应用于广告、车站、银行、商场等公共场所。它具有功耗小、寿命长、色彩好等优点。现在的 LED 显示屏的发光器件主要采用 LED 平板模块,室内显示屏主要采用 16 行循环扫描的方法,即每16 行为一个单元,在每一帧中, 逐次每行亮十六分之一秒的时间,由于帧频一般大于 60Hz,我们并不觉察到扫描,而认为是一幅稳定的图像。这种类型的显示屏有两个问题有待改进:第一、显示屏整个面积全由LED 模块组成,器件数量多,成本高;第二、由于显示屏是一个平面,而且 LED 象素点有一定视角限制,使显示屏的可视范围被局限到正面某个范围之内,在应用中使显示屏的信息发布受到了空间的限制。

  新型的旋转柱式显示屏,克服了以上两个不足,以机械转动扫描方式代替逐行扫描,成本大大降低,可视范围做到了360 度。旋转扫描的原理:由于人眼具有视觉暂留的特性,当画面以一定速率刷新时,我们看到的就是连续的图像,电视机显示采用逐点扫描方式,每秒钟要刷新画面 50 场(25 帧),而在人眼中则是一幅完整的画面,传统 LED 显示屏一般采用 1/16 扫描,16 行进行逐行循环点亮,由于刷新速率足够大,看到的也是一幅稳定的画面。由于旋转扫描成像不是平面,而是一个柱面,所以称之为旋转柱式显示屏,其观看视角是360°。

  3.设计方案:

  1)MCU选择

  我们的旋转显示屏需要实时刷新全彩图案,对处理器的运行速度以及I/0电平的转换速度都有很高的要求,我们采用Freescale MK10DN512ZVLL10作为主控芯片。

  2)系统供电

  电路的供电是本制作的一个难点,装在电机上的电路始终在高速旋转,无法使用通常的方法来给电路供电。我们模仿直流电机的供电模式,将电源和旋转部分通过两个碳刷连接起来,又在旋转部分加入两个大的电容保证系统在高速运转下能够得到充足的电能。

  3)重心调节

  重心调节是最困难的一个技术环节。旋转的重心直接关系到系统的稳定的运行,以及安全性问题我们根据杠杆原理,当支点两端的物体的质量与力距乘积相等时,杠杆就处于平衡。采用了长条方型的电路板结构,使两端M1*L1 = M2*L2就能保证系统平很,在布PCB的同时,只要通过简单的测量和计算便可以使得杠杆处于平衡。

  4)数据传输

  考虑到系统控制的是全彩的显示屏,要求控制器I/O传输速度高,我们采用模拟SPI总线的控制方式,将图片的数据通过SPI串行控制器传给LPD1109全彩LED灰度控制器,产生相应的RGB三基色,使其LED显示不同颜色。

 

  作品特色

 

  1.本产品使用32个彩色LED就能形成一个柱形的显示屏,相对于普通平面显示屏使用的LED数量降低了近200倍,大大降低了产品的成本。

  2.以旋转扫描方式代替逐行扫描,可视范围达到了360 度。

  3.由于运行时采用旋转的工作方式,本身就具有动态特性,在显示动态图片是能起到很好的效果。

  4.外壳采用亚克力制作,具有透明效果好、耐冲击性强,观赏性强等特点。

 

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2807



关键词: 柱形     旋转     全彩     显示屏     扫描     我们     采用    

专家
2013-02-01 16:31:09     打赏
2楼
这个东西挺实用,就是视频演示出来的效果,很一般,还需改进。

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