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摘要：为了研究并控制基于视觉暂留的发光二极管旋转显示屏，在系统仿真研究的基础上，设计并改善了红外驱动电路、磁电传感器电路以及单片机控制系统，在Keil-汇编语言环境下编写了单片机控制程序，制作出PCB电路板并进行了软硬件调试。实验结果表明，设计的基于视觉暂留的发光二极管旋转显示屏具有良好的可控制性和实用性，实现了非矩形及高速旋转场合下的应用。
关键词：视觉暂留；磁电传感器；红外传感器；动态扫描；LED旋转屏；单片机

0 引言
LED显示屏(Light Emitting Diode Display)又称电子显示屏，由LED点阵组成，通过控制发光二极管亮灭来显示文字、图片、动画、视频等信息，可以由有线或者无线通信的方法随时更换内容，室内外均适用。其具有高亮度、低工作电压、小功耗、易小型化、长寿命、性能稳定等投影仪、电视墙、液晶屏无法比拟的优点。
LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、可靠性、全彩化方向发展。本文利用STC89C51RC单片机及其外围接口电路实现一种小型化可由红外信号控制的，利用人眼视觉暂留，动态扫描出信息的新型LED电子显示屏。该种器件与LED点阵电子屏比较有如下优点：
(1)显示分辨率为R×R的汉字，需要发光二极管仅R个，器件成本低，易于维护。
(2)可应用于圆面、柱面、球面等非矩形场合下。
(3)可应用于旋转物体表面，如风扇扇叶，汽车车轮等。

1 POVLED显示原理
1．1 视觉暂留与POV LED成像分析
所谓视觉，实际上是在人眼晶状体成像后由感光细胞将光信号转换为神经电流，传回大脑形成的。感光所依赖的感光色素的形成需要一定时间，光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍会保留一段时间，这称为视觉暂留。本文中的POV LED显示屏(Persistence of Vision Light Emitting Diode Display)由16颗发光二极管组成，它们构成y轴，旋转时每颗发光二极管均会产生位移，该位移构成x轴，x轴位移量值受到半径R及转速V的精确控制，当PCB板旋转时，一个刷新周期TI内，可以通过控制属于TI的每一个Y0～Y16的亮灭来实现图片、信息及动画的显示。
1．2 字模的获取与显示
如图1所示，将“电”字转换成分辨率为16×16的点阵，其中白色区域代表二极管灭，由数字量1表示；黑色区域代表二极管亮，由数字量0表示。对基于视觉暂留的LED，一个刷新周期TI内的各个时间区域(以下简称时区，该段延时时间大小的计算方法将在后文中介绍)依次送如下数据：
I=1=2时区，Y0～Y16=11111111 11111111；
I=3时区，Y0～Y16=11100000 00001111；
I=4时区，Y0～Y16=11101101 11011111；
I=16时区，Y0～Y16=11111111 11111111。
完成一个分辨率为16×16的汉字的读取后，数组指针I自加1，读新时区数据，……，重复上述步骤直到TI=TMAX=T255，此时完成一轮动态刷新。

与传统点阵LED显示屏类似，它们二者显示数据信息都需要动态刷新，但是不同之处在于，前者是为了减少芯片管脚数量的使用，并使物理连线更加简洁；而POV LED显示屏的动态刷新实质上是PCB板绕旋转轴在空间中的位移。

关键词： LED 旋转 扫描 动态 视觉 基于