CN203338690U - 简易led信息球 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED显示装置，公开了一种简易LED信息球，包括底座、直流电动机、单片机系统、LED显示条，直流电动机的定子垂直设置于底座上端且与底座固定连接，直流电动机的转子一端设置有单片机系统，直流电动机的转子与单片机系统固定连接，LED显示条垂直设置于单片机系统侧边且与单片机系统固定连接，所述单片机系统为电路板，用于控制LED显示条显示，所述LED显示条由呈一直线排列的LED灯珠组成。本实用新型的优点在于，结构简单，可以用线形LED显示条输出各种定制图形或者文字，具有较高的实用价值。

Description

简易LED信息球

技术领域

本实用新型涉及LED显示装置，特别涉及一种简易LED信息球。

背景技术

近几年来，由于LED显示屏具有高亮度、能拼接使用、方便灵活、高效、低功耗等优点，使之在大面积显示，特别是在体育，广告，金融、交通等领域的应用相当的广泛。就整个LED显示屏系统来说，中国与国际处在同一技术水平上，因为国内的产品在性价比方面上有得天独厚的优势，市场占有率达到90%以上，国外的同类产品很难打入中国市场。而旋转LED显示能够节省所需LED灯的数量，更是一种发展趋势。随着人们物质生活水平提高，人们对精神生活的追求也更加强烈，对信息的渴求已经成为了人们必不可少的需求，更简洁与新颖的信息传递方式必定会给人们带来耳目一新的感受。而现代工具力求简捷化，便携化，因此，转动显示装置，必将会给人们带来一种新的文化传递方式——旋转LED信息球横空出世！随着LED的旋转，在LED转过的痕迹上留下清晰的文字或图案。本设计具有广泛的市场前景，能够满足各种大型演出、集会等宣传需要，为人们提供便利。现有技术中，旋转LED信息球由于其内部结构的限制，只能用于输出一些简单的图形，无法提供进一步的复杂文字和图形的输出，因此需要进一步研究以提供一种具有更多图形输出功能的LED输出装置。

发明内容

本实用新型针对现有技术只能输出简单图形的缺点，提供了一种可以输出任意复杂图形或者文字的新型简易LED信息球。

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：

简易LED信息球，包括底座、直流电动机、单片机系统、LED 显示条，直流电动机的定子垂直设置于底座上端且与底座固定连接，直流电动机的转子一端设置有单片机系统，直流电动机的转子与单片机系统固定连接，LED显示条垂直设置于单片机系统侧边且与单片机系统固定连接，所述单片机系统为电路板，用于控制LED显示条显示，所述LED显示条由呈一直线排列的LED灯珠组成。

作为优选，所述单片机系统包括触摸控制开关、与触摸控制开关相连接的单片机、与单片机相连接的LED驱动电路、与LED驱动电路相连接的触发器组以及电源，触发器组与LED显示条相连接，其中，触摸控制开关用于控制所述简易LED信息球的开关状态，单片机用于输出用于LED显示条的显示数据，触发器组用于将单片机输出的显示数据转换为可以用于LED显示条的逐列扫描数据。

作为优选，所述LED显示条由24个LED灯珠组成。

作为优选，所述单片机采用STC89C54RD芯片。

作为优选，所述触发器组采用74HC273芯片。

作为优选，还包括外部存储器，所述外部存储器采用AM29F040型的闪存芯片，由所述单片机的P0口直接提供8位数据。

作为优选，所述直流电动机为12V直流电动机，转速大于300转/分。

作为优选，所述电源包括整理滤波电路，所述整理滤波电路的输入端与所述直流电动机的整流子相连接。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本实用新型通过在旋转的直流电动机上设置LED显示条，利用视觉残留效应，只需使用一列LED灯珠既可以实现多种图形和文字的输出，用于控制LED显示条输出的单片机系统位于直流电动机的转子上，直流电动机的转子既可以提供LED灯珠旋转，也可以提供单片机系统和LED显示条的电流输入。

进一步的，单片机系统由单片机提供输出数据，该输出数据经过触发器组转换为可以供LED显示条逐列扫描输出的数据，可以显示复杂的图像和文字。此外，还包括有用于存储数据的闪存，提高了显示图像和文字的内容。

附图说明

图1为单片机系统的结构示意图。

图2为简易LED信息球的结构示意图。

图3为触发器组的电路结构示意图。

图4为整理滤波电路的电路结构示意图。

图5为光电检测电路的电路结构示意图。

图6为LED显示条的电路结构示意图。

图7为触摸控制开关的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

实施例1

简易LED信息球，如图2所示，包括底座1、直流电动机2、单片机系统3、LED显示条4，直流电动机2的定子垂直设置于底座1上端且与底座1固定连接，直流电动机2的转子一端设置有单片机系统3，直流电动机2的转子与单片机系统3固定连接，LED显示条4垂直设置于单片机系统3侧边且与单片机系统3固定连接，所述单片机系统3为电路板，用于控制LED显示条4显示，所述LED显示条4由呈一直线排列的LED灯珠组成。

所述单片机系统3，如图1所示，包括触摸控制开关31、与触摸控制开关31相连接的单片机32、与单片机32相连接的LED驱动电路33、与LED驱动电路33相连接的触发器组34以及电源35，触发器组34与LED显示条4相连接，其中，触摸控制开关用于控制所述简易LED信息球的开关状态，单片机32用于输出用于LED显示条4的显示数据，触发器组34用于将单片机32输出的显示数据转换为可以用于LED显示条4的逐列扫描数据。

单片机STC89C54RD+有44个引脚，采用PQFP-44封装，其内部含有32KB的FLASH存储器，1280B的RAM。该IC体积小，耗电小，而且在基础C51上扩展了P4端口，多了第三个外部中断，资源丰富。另外，STC89C54RD+具备可用软件设置睡眠省电功能。最小系统包括了时钟电路、复位电路等。STC89C54RD+内部有一个用来构成振荡器的高增益的反相放大器，XATL1引脚是放大器输入端，XATL2引脚是放大器输出端。在引脚XATL1和XATL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，即单片机的时钟电路，这就是时钟的内部产生方式。时钟还可以由外部方式产生，在由多单片机组成的系统中，为了单片机之间时钟信号的同步，应当引入唯一的公用外部信号作为单片机的振荡脉冲。这时，外部的脉冲信号经XATL2引脚注入。复位是单片机的初始化操作。单片机启运运行时，都需要先复位，它的作用是使CPU和系统中其他的各部件处于确定的一个初始状态，并且从这个状态开始运行。因此，复位是重要的一个操作方式。但是单片机自己不能自动进行复位，必须要配合相应的外部电路才能实现复位。 当单片机的RST(全称RESET)复位引脚出现2个机器周期以上高电平时，单片机立即执行复位操作。如果RST持续是高电平，单片机则处于循环复位状态。根据应用要求复位操作通常有两种基本的形式：上电复位与上电或开关复位。上电复位是要求接通电源之后，实现自动复位。

所述LED显示条4由24个LED灯珠组成，其显示电路如图6所示，LED供电来自电动机，并且采用两个二极管，起续流作用，所有LED灯点亮的控制信号来自触发器组。

所述单片机32采用STC89C54RD芯片。

所述触发器组34采用74HC273芯片，如图3所示，利用动态扫描方式，用触发器进行24列的逐列式扫描，利用人眼的视觉暂留效果，可以节省I/O资源，减少发热量。74HC273具有八路边沿触发，D型触发器，带独立的D输入和Q输出，74HC273的公共时钟(CK)和主复位(CLR)端可同时读取和复位清零所有触发器。每个D输入的状态将在时钟脉冲上升沿之前的一段就绪时间内被传输到触发器对应的输出(Q)上。一旦MR输入电平为低，则所有输出将被强制置为低，而不依赖于时钟或者数据输入。74HC273适用于要求原码输出或者所有储存元件共用时钟和复位的应用。单片机产生的高低电平信号送给触发器组，然后触发器组来控制LED的亮灭。

单片机系统3还包括外部存储器，所述外部存储器采用AM29F040型的闪存芯片，由所述单片机32的P0口直接提供8位数据。由于单片机内部的存储空间是有限的，不可能存放较多的数据，为了增大数据的存放容量，以便于以后的数据扩展，本设计使用了AM29F040型的FlashMemory，它的存储量为512K，具有存储容量大、集成度高、成本低、灵活的读写性和较好的数据非易失性。它有15条地址线，其中低8位地址由P0口经74HC273触发后提供，8位数据由P0口直接提供。为了消除总线竞争,Am29F040将片选(CE) ,写使能(WE) 和输出使能(OE) 完全分开了。

所述直流电动机2为12V直流电动机，转速大于300转/分。系统根据视觉暂留原理，通过LED的高速旋转来实现显示。由于人的眼睛的视觉暂留时间在0.05秒至0.2秒之间，因此旋转的LED至少0.2秒旋转一周，即每分钟旋转至少300转，所以选用的电动机转速必须在300转/分以上。

所述电源35包括整理滤波电路，如图4所示，所述整理滤波电路的输入端与所述直流电动机2的整流子相连接。单片机系统的供电方式采用电动机转子取电。由于整个单片机系统是固定在电动机的转子上的，是与转子保持相对静止的，因此可以对电动机进行适当的改造，将电动机内部的整流子上的电直接引出作为整个单片机系统的电源，这种方式能得到较大的电能，而且不会另外产生噪声，但对电动机的改造需要较高的机械加工技能，另外对取得的电还要进行整流滤波，系统需要添加相应的整流滤波电路。

要使旋转的LED形成的显示画面显示正常和稳定，旋转显示系统大多需要通过传感器来感知LED的运动位置或状态，以确定显示的起始位置。因此还包括有光电耦合器作为传感器，其电路如图5所示。

图7为触摸控制开关31的电路图。由双D型触发器CD4013为核心组成的触摸控制开关电路，电路实现了每触摸一次就能控制电动机工作状态的功能。双D触发器内部的两个触发器A和B，其中A构成单稳态电路，用作脉冲展宽，可防止因触摸抖动使脉冲个数不确定；B构成双稳态电路，用来驱动晶闸管VS。当触摸到开关时，使单稳态电路的CLK端得到一个正脉冲而跳变到高电平状态，此时单稳态电路处于暂态，并且它的输出端Q也为高电平，并把这个正脉冲输到双稳态电路的CLK端，使其输出端Q跳变为高电平，此时电动机处于运行状态。当再次触摸到开关时，使双稳态电路发生翻转，此时电动机停止运行。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种简易LED信息球，其特征在于，包括底座（1）、直流电动机（2）、单片机系统（3）、LED显示条（4），直流电动机（2）的定子垂直设置于底座（1）上端且与底座（1）固定连接，直流电动机（2）的转子一端设置有单片机系统（3），直流电动机（2）的转子与单片机系统（3）固定连接，LED显示条（4）垂直设置于单片机系统（3）侧边且与单片机系统（3）固定连接，所述单片机系统（3）为电路板，用于控制LED显示条（4）显示，所述LED显示条（4）由呈一直线排列的LED灯珠组成。

2.根据权利要求1所述的简易LED信息球，其特征在于，所述单片机系统（3）包括触摸控制开关（31）、与触摸控制开关（31）相连接的单片机（32）、与单片机（32）相连接的LED驱动电路（33）、与LED驱动电路（33）相连接的触发器组（34）以及电源（35），触发器组（34）与LED显示条（4）相连接，其中，触摸控制开关用于控制所述简易LED信息球的开关状态，单片机（32）用于输出用于LED显示条（4）的显示数据，触发器组（34）用于将单片机（32）输出的显示数据转换为可以用于LED显示条（4）的逐列扫描数据。

3.根据权利要求1所述的简易LED信息球，其特征在于，所述LED显示条（4）由24个LED灯珠组成。

4.根据权利要求2所述的简易LED信息球，其特征在于，所述单片机（32）采用STC89C54RD芯片。

5.根据权利要求2所述的简易LED信息球，其特征在于，所述触发器组（34）采用74HC273芯片。

6.根据权利要求2所述的简易LED信息球，其特征在于，还包括外部存储器，所述外部存储器采用AM29F040型的闪存芯片，由所述单片机（32）的P0口直接提供8位数据。

7.根据权利要求1所述的简易LED信息球，其特征在于，所述直流电动机（2）为12V直流电动机，转速大于300转/分。

8.根据权利要求1所述的简易LED信息球，其特征在于，所述电源（35）包括整理滤波电路，所述整理滤波电路的输入端与所述直流电动机（2）的整流子相连接。

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