摘 要

在led越来越发展的今天，许多场合用到led屏，但是传统led屏需要的元件多需要的能源也多且维修需要的成本高，那么需要一种基于视觉暂留的显示方法克服这些缺点。本次设计的要求是能够显示对称图案不对称图案和文字，并且能够能以主机的要求或是遥控的方式切换显示内容，并能以友好的人机交互方式更新显示的内容。本次设计以89C51单片机为核心，主要模块有供电模块，led显示模块，单片机控制模块，利用视觉暂留原理和单片机中断技术以及软件编程技术，使系统在一个扇形区域内能够显示出所需要的文字，图案等。本次设计很好的完成了设计要求所需要的全部内容，有4种模式，并可以动态显示，并且很好的解决了自定义图案的问题，总体设计较为成功，满足了本次设计的要求。

关键字：POV;单片机;发光二极管;

Abstract

Today,led is developing faster and faster,and led screen is used in many occasions, but the traditional led requires more components need much more energy and maintenance cost is high, so need a display method based on the persistence of vision to overcome these shortcomings. The requirements of the design is able to display symmetrical pattern asymmetric pattern and text, and to the requirements of the host or remote control switch display content, and can in a friendly human-computer interaction way to update the display content. The design with 89 c51 as the core, Main module power supply module, led display module, single-chip microcomputer control module, using the persistence of vision principle and SCM interrupt technology and software programming technology, make the system in a fan-shaped area can show the required text, pattern, etc. This design is very good completed the entire contents of the design requirements needed, there are four kinds of patterns, and can dynamically display, and very good solve the problem of the custom design, overall design is relatively successful, meet the requirements of the design.

Key Words:POV;Single chip microcomputer;Light-emitting diodes;

目 录

第一章 绪论 1

第二章 系统需求分析和关键技术 2

2.1系统需求分析 2

2.2关键技术 2

2.2.1 单片机 2

2.2.2 keil 3

第三章 系统设计方案和原理 4

3.1 设计原理 4

3.2 动能模块的讨论和选择 4

3.3 控制模块的讨论与选择 5

3.3 电源模块的讨论与选择 5

第四章 系统硬件设计 6

4.1整体硬件设计 6

4.2 单元电路设计 7

4.2.1 晃动开关部分电路 7

4.2.2 单片机外围电路 8

4.2.4 显示模块 8

第五章 软件设计 9

5.1 软件主要流程 9

5.2 软件单元模块 10

5.2.1 中断服务程序 10

5.2.2 显示子程序 11

5.2.3 取字模方法 11

第六章 方案的实现和测试 17

第七章 总结与展望 21

参考文献 23

致 谢 24

第一章 绪论

现代社会，随着电子产品和技术的发展，很多我们原本想不到的应用和方法现在和我们密切相关并影响着我们的生活。pov（persistence of vision）的中文意思是视觉暂留，基于pov的显示是通过一定的刷新频率来实现图像的变化，当频率到达一定的值时^[1]，在人眼中停留的上一张图像与下一张要来的图像接起来就可以造成画面是连续的假象，就是人的错觉，即为视觉暂留。光信号通过神经被转化成生物电信号再进一步传达到大脑处理信息。但是，当画面刷新后，印在视神经的画面不会立刻消失。文献表明,人的视觉暂留时间约为1/24s,这个时间值并非是个标准值,它因观察者的个体差异和观察的物体的亮度及大小约有不同^[1]。

古代中国就有视觉暂留的应用，历史记载中最早的视觉暂留运用是走马灯。走马灯证明了当眼睛看到一系列图像时，它一次保留一个图像。依赖视觉暂留的产品不是新产品，在许多购物中心的科学商店都可以发现它们。有5到10 个LED在棒上排成一行,酒吧里震荡,led高频闪亮,这样就有一个数字时钟钟面浮在基台上。一个塑料条连接着基台上的一个支点，用户把塑料条拉到一边然后再释放它,使它来回摆动(基台的弹簧提供振荡动力)，国内外对POV的应用还有很多，有在风扇上的POV，在自行车上的POV，手摇型的POV等等。

在科技越来越发展的今天，信息显示技术得到了很大的重视，并快速发展LED在显示方面也占据着越来越重要的角色。随着LED器件材料性能的不断提高，现在已经广泛应用在室内外需要进行服务内容和宣传服务宗旨的公众场所，各种场合都是信息传递的优秀方式。Led显示屏已经广泛应用于公共场所，广场，车站，商场，学校等^[1]，它具有功耗小，寿命长，高亮度，高稳定性等优点。但是传统的led屏是用平板模块做发光部件全部填满整个屏幕，需要的器件多而且造价较贵，不易于安装和操作及维护，并且要维持一大块led屏幕所要消耗的能源也是不可小视的。

基于视觉暂留的led屏是利用一排led灯并以运动的形式实现传统led屏的功能，利用单片机点阵扫描的原理在特定的位置使特定的led灯发亮而形成图案和文字，并达到传递信息的目的。基于视觉暂留的led可以用少数几个或是几排led取代大量的传统led点阵，减少元器件的使用量从而减少普通led点阵由于led损坏而造成led显示故障的几率，从而减少维修成本，解决了传统led屏器件多成本高的缺点，并且由于led数量较少也解决了能源消耗的问题。因此pov led的制作对于我们来说有重要的意义。

第二章 系统需求分析和关键技术