浅谈旋转LED设计和制作的理实一体化的教学

狄丽娟

摘 要：LED显示屏大街小巷随处可见，各位同学是否看到过一种特殊的LED显示屏，也就是会旋转的LED显示屏。也许大家会觉得很神奇，技术也许会很复杂，但如果大家一起来参加这次旋转LED的设计和制作，就会觉得很简单了。

关键词：protel2004绘制旋转LED电路图；STC11F04E单片机

led显示屏屏是一种通过同步控制发光二极管位置和点亮状态来实现图文显示的新型显示屏，因其结构新颖，成本低廉，可视范圍达360°而得到了迅速的发展，其核心技术在于精确控制户外LED显示屏位置与发光状态的同步。

led显示屏的显示器件只有一列，并且这一列户外LED显示屏由转速恒定的户外LED显示屏带动进行旋转，同时由控制电路对户外LED显示屏的点亮状态进行同步控制，使电机每转过一定角度，这一列户外LED显示屏的显示内容就改变一次，在旋转到任何一个位置都有唯一确定的显示内容，也就是说led显示屏是采用逐列显示的，并且采用了机械转动来替代扫描显示。

旋转LED显示屏制作的原理是利用机械转动动态扫描代替传统逐行扫描方式，是一种近期出现的电子产品，成本低，商业化应用LED显示屏是一个新的发展方向，适应性广泛，实用性强，它具有耗能小，寿命长，色彩好、色彩稳定、易操作，可视范围大灯优点。

一、旋转LED显示屏功能介绍

（1）可以静止显示多个英文或者汉字，可以滚动显示100个汉字（200个英文）的广告内容。（2）显示内容在一个平面以圆形悬空展示，四周围观的识字的人员都能读懂显示内容。（3）耗电量极小（4）适合商场柜台、店铺、地摊、夜市等广告展示用，也适合业余爱好者制作自我欣赏。

二、旋转LED的制作过程

（1）使用protel2004绘制旋转LED电路图

Altium公司作为EDA领域里的一个领先公司，在原来Protel 99SE的基础上，应用最先进的软件设计方法，于2002年率先推出了一款基于Windows2000和Windows XP操作系统的EDA设计软件Protel DXP。并于2004年推出了整合Protel完整PCB板级设计功能的一体化电子产品开发系统环境——Altium Designer2004版。

Protel DXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。

在这个过程中，第一周学生在机房完成，对软件protel2004的熟练使用，在老师的指导下完成旋转LDE电路的设计。

（2）单片机原理及基本的操作和软件的使用

第二周复习单片机编程，用单片机编出显示武汉市仪表电子学校的程序。

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，如图所示为STC11F04E单片机实物图。

STC11F04E单片机是51单片机的升级版，内置复位电路和振荡电路。STC11/10xx系列单片机是宏晶科技设计生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，它的优点是具有高速、低功耗、超强抗干扰的能力；指令代码完全兼容传统51单片机，但其速度要快8～12倍；内部集成高可靠复位电路，针对高速通信，智能控制。

三、旋转LED的总装和调试

这个步骤在第三周完成。

（1）旋转LED正面焊接（2）旋转主板反面焊接及侧面板焊接（3）供电板焊接（4）组装与调试：将旋转LED中的hex文件下载到旋转LED板上，观察LED流动情况，检测LED是否焊接正常。程序下载方法：单片机型号选择IAP15W4K61S4，然后勾选内部晶振，18.432MHZ。打开程序文件，选择实验1中的led.hex文件下载到旋转主板中（需配备USB转串口模块）。

四、学生之间相互考核和评价

（1）真确分析电路中，各模块电路的工作原理，利用测量仪器测量电路参数及相关数据。（2）掌握电子产品整机装配与调试、故障现象分析。（3）自评互评。

通过这次旋转LED的制作，把软件protel2004和单片机编制理论与电子产品实训结合在一起，实现了理论运用与实践，由原先的验证书本理论，转向书本知识的综合应用和实践动手能力培养上来，为学生可能进行的创新与探索提供了较为完备的理论和物质基础。

（作者单位：武汉仪表电子学校）