

三、硬件设计
1. 核心控制模块
核心控制模块采用STC12C5A60S2系列1T单片机, 控制模块主要是无线接收过来的数据进行判断,从而执行不同的动作。是整个屏幕的控制核心处理各种数据,控制外部期间执行各种动作。如图1所示。

图1 核心控制模块图
2. 旋转显示模块
旋转显示模块采用阵列的方式排列LED,布线非常方便,而且对单个点或多个点控制方便,控制显示简单易行,而且显示效果很好。‖
3. 无线模块
无线模块使用的是RF2401,2.4GHz全球开放ISM频段免许可证使用、最高工作速率1Mbps、高效GFSK调制、抗干扰能力强、内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制、低功耗、内置2.4GHz天线、可软件设地址等功能。如图2所示。

图2 无线模块
4. 字库模块
字库模块是用字库芯片GT21L16S2W,该芯片是一款内含11×12点阵和15×16点阵的汉字库芯片,支持GB2312国标简体汉字(含有国家信标委合法授权)、ASCII字符及GB2312与Unicode编码互转表。如图3所示。

图3 字库模块
5. 对管定位模块
对管定位模块是有双对管控制,为处理器提供位置脉冲,处理器会根据当前显示屏的模式来对接收到的对管脉冲进行判断,可以选择单球屏显示或者双半球屏显示,使显示更加赏心悦目。
6. 电机驱动模块
在电机驱动方式上,采用LM2596开关电压调节器直接驱动直流电机,该芯片是降压型电源管理单片集成电路,能够输出3A的驱动电流,同时具有很好的线性和负载调节特性,用滑动变阻器直接调节输出电压来调节直流电机的转速,操作简便。
如图4所示。

图4 电机驱动模块
四、软件设计
系统采用C语言编程实现各项功能。由于本系统处理的数据较多、较复杂,利用C语言的优势完全可以体现出来。
1. 系统主程序的实现
主程序主要起到一个导向和决策功能,决定整个系统应如何正常运行。本系统各种功能的实现主要是通过调用子程序完成的。
当系统上电后,程序开始执行初始化,然后进入待机状态,等待接收外部控制器发送过来的控制字符及操作字符,然后通过判断控制字符来调用相应的子程序。主程序流程图如图5所示。

图5 主程序流程图
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2. 各个子函数的实现
各个子函数主要是通过对字库的调用、旋转显示板的控制来实现各个模式的功能。如图6所示。

图6 各个函数流程图
演示方式中的各种模式与上图类似,只是发送相应的控制字后执行的是屏幕自带的相应的演示程序,这里就不再一一列举了。
3. 无线刷屏技术的实现
本球形屏采用无线技术刷新屏幕,方便实用。主要是通过RF2401模块实现无线通信,该屏幕的大脑STC12C5A60S2全面分析接收过来的信息,然后快速把处理的数据送至各个模块,执行下一步动作。无线发送的数据构成整个屏幕运行的血液,控制着整个屏幕的运行状态。
①测试数据经测试得出电流的数据如表1.
表1 电流的数据

②测试结果分析通过实际测量,发现该旋转LED球形屏功耗在2W左右,而显示相同内容的点阵屏功耗在10W左右的,功耗降低到1/5左右。
利用LED的高亮度,还可以作为警示效果,比如高压警示,水深警示等危险场所;由于其炫酷的显示效果、小巧轻便等诸多效果是送朋友生日新型的时尚礼物。‖
