基于步进电机细分驱动技术的旋转LED显示屏设计.pdfVIP

第23卷第5期 液晶与显示 V01．23。No．5 Chinese of and oct．，2008 2008年10月 JournalLiquidCrystals Displays 文章编号：1007—2780(2008)05—0595—04 基于步进电机细分驱动技术的旋转LED显示屏设计 邓宏贵，李志坚，吴让亮，施佳佳 (中南大学物理科学与技术学院，湖南长沙410083，E—mail：denghonggui@163．corn) 摘要：提出了将步进电机细分技术应用于控制旋转LED显示屏的转动，使得所显示图案 不会因旋转速度不稳定而产生变形，有效消除了旋转LED显示屏画面抖动的问题。经实际 测试，取得了良好的效果。 关键词：步进电机；LED显示屏；细分驱动技术；智能控制 中图分类号：TN312+．8；TN873+．92文献标识码：A 最大转速达36r／s，张勇等人也进行了类似的设 1 引 言 计[8]，转动控制采用直流稳速电机，设计扫描频率 旋转LED显示屏是一种通过同步控制发光 45Hz，电机转速达50 r／s，如此高速运转，容易 二极管(LED)位置和点亮状态来实现图文显示的产生安全隐患甚至系统崩溃，电机稳定性也难以 新型显示屏，因其结构新颖，成本低廉，可视视角 得到保证，设计难度较大。本文提出了用步进电 达360。而得到了迅速的发展。其核心技术在于 机来控制显示屏旋转的方法，并将步进电机细分 精确控制LED位置与发光状态的同步u’2]。目技术应用于旋转LED显示屏，在20细分模式，使 前，常见的LED显示屏都是采用扫描方式进行显 扫描频率为60Hz时，步进电机旋转速度仅为2．36 示的，其实现原理是通过控制不同时间段内让不 r／s，并且由于步进电机具有抗干扰能力强，控制简 同批次的LED轮流点亮，根据人眼的视觉暂留特 单，步矩误差不会长期积累等特点，从而大大增强 性，当扫描帧频达到24Hz以上时，人眼便感觉不 了旋转稳定性和精确性，保证了清晰的显示效果。 到扫描过程，而是一幅稳定的图像[3]。采用这种 2 整体结构设计 技术的显示屏要求在所有可能显示内容的地方都 预先排满LED，要实现m行，z列个像素的图像的 旋转LED显示屏主要由支架、驱动装置、控 显示，共需要m×疗个LEDn-6]。旋转显示屏则是制卡和LED等部分构成，结构如图l，通过控制 通过控制一行或一列LED快速移动位置和改变 卡同步控制电机的转动与LED点亮状态，使电机 点亮状态来实现图形的显示的，只要使不断运动 每旋转一定角度，LED状态改变一次，在旋转到 的LED在t。时刻位置为f。，对应状态为s。，t。时 刻位置为f：，状态为5：，依此类推，t。时刻，位置为 “，状态为如，如果LED在各位置循环变换速度 足够快，最终同样可以显示出一幅稳定的图像。 采用一排LED取代原有的矩阵式显示屏，可 以大大节约LED使用量，从而最大限度降低成 本，但是显示屏在高速旋转时转速难以保持非常 稳定，必然造成画面抖动、边缘模糊等问题，严重 影响图像显示质量，沈新创等人在设计旋转LED 图1旋转LED显示屏结构示意图 显示屏时选择直流电机驱动显示屏旋转口]，电机 Schematicof LED screen Fig．1 diagramro