摘要：為了研究并控制基于視覺暫留的發光二極管旋轉顯示屏，在系統仿真研究的基礎上，設計并改善了紅外驅動電路、磁電傳感器電路以及單片機控制系統，在Keil-匯編語言環境下編寫了單片機控制程序，制作出PCB電路板并進行了軟硬件調試。實驗結果表明，設計的基于視覺暫留的發光二極管旋轉顯示屏具有良好的可控制性和實用性，實現了非矩形及高速旋轉場合下的應用。
關鍵詞：視覺暫留；磁電傳感器；紅外傳感器；動態掃描；LED旋轉屏；單片機

0 引言
LED顯示屏(Light Emitting Diode Display)又稱電子顯示屏，由LED點陣組成，通過控制發光二極管亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視頻等信息，可以由有線或者無線通信的方法隨時更換內容，室內外均適用。其具有高亮度、低工作電壓、小功耗、易小型化、長壽命、性能穩定等投影儀、電視墻、液晶屏無法比擬的優點。
LED的發展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發光密度、更高的發光均勻性、可靠性、全彩化方向發展。本文利用STC89C51RC單片機及其外圍接口電路實現一種小型化可由紅外信號控制的，利用人眼視覺暫留，動態掃描出信息的新型LED電子顯示屏。該種器件與LED點陣電子屏比較有如下優點：
(1)顯示分辨率為R×R的漢字，需要發光二極管僅R個，器件成本低，易于維護。
(2)可應用于圓面、柱面、球面等非矩形場合下。
(3)可應用于旋轉物體表面，如風扇扇葉，汽車車輪等。

1 POVLED顯示原理
1．1 視覺暫留與POV LED成像分析
所謂視覺，實際上是在人眼晶狀體成像后由感光細胞將光信號轉換為神經電流，傳回大腦形成的。感光所依賴的感光色素的形成需要一定時間，光對視網膜所產生的視覺在光停止作用后，仍會保留一段時間，這稱為視覺暫留。本文中的POV LED顯示屏(Persistence of Vision Light Emitting Diode Display)由16顆發光二極管組成，它們構成y軸，旋轉時每顆發光二極管均會產生位移，該位移構成x軸，x軸位移量值受到半徑R及轉速V的精確控制，當PCB板旋轉時，一個刷新周期TI內，可以通過控制屬于TI的每一個Y0～Y16的亮滅來實現圖片、信息及動畫的顯示。
1．2 字模的獲取與顯示
如圖1所示，將“電”字轉換成分辨率為16×16的點陣，其中白色區域代表二極管滅，由數字量1表示；黑色區域代表二極管亮，由數字量0表示。對基于視覺暫留的LED，一個刷新周期TI內的各個時間區域(以下簡稱時區，該段延時時間大小的計算方法將在后文中介紹)依次送如下數據：
I=1=2時區，Y0～Y16=11111111 11111111；
I=3時區，Y0～Y16=11100000 00001111；
I=4時區，Y0～Y16=11101101 11011111；
I=16時區，Y0～Y16=11111111 11111111。
完成一個分辨率為16×16的漢字的讀取后，數組指針I自加1，讀新時區數據，……，重復上述步驟直到TI=TMAX=T255，此時完成一輪動態刷新。

與傳統點陣LED顯示屏類似，它們二者顯示數據信息都需要動態刷新，但是不同之處在于，前者是為了減少芯片管腳數量的使用，并使物理連線更加簡潔；而POV LED顯示屏的動態刷新實質上是PCB板繞旋轉軸在空間中的位移。