自动滚动广告机设计论文

1、毕业设计论文分类号 单位代码 密 级 学 号 学生毕业设计论文题 目自动滚动广告机设计作 者学 号院 (系)专 业电气工程及其自动化指导教师辩论日期2021 年 5 月 日榆 林 学 院毕业设计论文诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人毕业设计论文与资料假设有不实，愿意承当一切相关的法律责任。摘要

2、 广告是商品生产者、经营者和消费者之间沟通信息的重要手段，或企业占领市场、推销产品、提供劳务的重要形式。论文采用ATmega16单片机作为自动滚动广告机的控制核心，通过电源及稳压模块、主控模块、电机驱动模块、电机模块的选用，利用ATmega16控制电机驱动芯片L298N，使之输出正转停止正转停止的信号输出电压12V，使电机遵从上述动作并最终使广告片随之转动，完成对自动滚动广告机的设计。自动滚动广告机的出现使有限的平面广告资源得到了成倍的提升并大大降低了广告主广告投放本钱，多样化、实时化的发布模式以及智能化、人性化的管理平台，将给这一新兴产业注入革命性的燃料，推动广告行业向着新的高度前进。 关键

3、词：单片机 电源 电机 定时器 ABSTRACT The advertisement is between the commodity producer, the operator and the consumer communicates the information the important means that or the enterprise seizes the market, the sales promotion product, to provide the service the important form. The paper uses the ATmega16 m

4、onolithic integrated circuit to take the automatic trundle advertisement machine control core, through the power source and the constant voltage module, the master control module, the motor-driven module, electrical machinery modules selection, uses ATmega16 control motor-driven chip L298N, causes i

5、t output clockwise - - stop - - clockwise - - stop the signal (output voltage 12V), causes the electrical machinery to comply with the above movement and to cause the advertising reel finally along with it rotation, completes to the automatic trundle advertisement machine design. The automatic trund

6、le advertisements machine appearance caused the limited plane advertisement resources to obtain the promotion doubled and re-doubled and to reduce the advertisement main advertisement delivery cost greatly, diverse, the solid current events issue pattern as well as intellectualized, the user-friendl

7、y management platform, will give this emergent industry to pour into the revolutionary fuel, impelled the advertisement profession to turn toward the new high advance. Key word: Monolithic， integrated circuit power source， electrical machinery ，timer 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc244925220 摘 要

8、.2 HYPERLINK l _Toc244925221 ABSTRACT.3 HYPERLINK l _Toc244925222 1绪论.5前言.5 HYPERLINK l _Toc244925223 1.2国内外状况.5 HYPERLINK l _Toc244925226 1.3自动滚动广告机简介 .5 1.4自动滚动广告机的前景.51.5论文研究的主要内容.62 HYPERLINK l _Toc244925229 自动滚动广告机设计.72.1设计原理.72.2硬件设计.82.硬件模块方案比拟及论证.9.9 .9电机驱动模块.10电机模块.10.102.2.2.1 ATmega16单片机.

9、10 2.2.2.1.1Atmega16单片机介绍 .10.12.14ATmega16内核介绍.15.17.20软件设计流程图.20设计源程序.20结论.24 HYPERLINK l _Toc244925230 参考文献.25 HYPERLINK l _Toc244925231 致 谢.26附录1 所用全部硬件资源.27附录2整个硬件设计电路.28 HYPERLINK l _Toc244925223 附录3 源程序.291绪论什么是广告：广告是为了某种特定的需要，通过一定形式的媒体，并消耗一定的费用，公开而广泛地向公众传递信息的宣传手段。随着我国经济持续高速增长、市场竞争日益扩张、竞争不断升级

10、、商战已开始进入“智战时期，广告也从以前的所谓“媒体大战、“投入大战上升到广告创意的竞争。它是商品生产者、经营者和消费者之间沟通信息的重要手段，或企业占领市场、推销产品、提供劳务的重要形式。1.2国内外状况 改革开放三十年以来，伴随着经济的快速开展，市场竞争越来越剧烈，各种新产品新技术不断涌现，行业内以及行业间的竞争趋向白热化，往日“酒香不怕巷子深的状况以彻底不复存在。随着我国经济持续高速增长、市场竞争日益扩张、竞争不断升级、商战已开始进入“智战时期，广告也从以前的所谓“媒体大战、“投入大战上升到广告创意的竞争。它是商品生产者、经营者和消费者之间沟通信息的重要手段，或企业占领市场、推销产品、提

11、供劳务的重要形式，这样广告的作用就普遍得到各大公司团体的重视，广告宣传支出不断加大。 自动广告机是利用标准液晶显示器、液晶电视机，通过联网和多媒体系统控制等方式实现信息显示和视频广告播放的新一代智能设备。 滚动广告机是向人们提供广告信息的一种手段。多画面滚动广告机，是一种能全面展示企业产品和企业形象的新媒体，该工程产品将单片机技术和机械结构融为一体，具有动静结合、自动定时定格、自动往复播放、广告画面变化生动并具备普通静态平面广告色彩丰富，画面清晰的优点。自动滚动广告机的前景提到信息媒体，大多数人直接想到的就是报刊、播送、电视、或者互联网。但是今天的信息发布者已经不满足于这些受众广泛却没有针对性

12、的传统信息渠道。信息媒体市场正在由群众行销转向分众行销。在产品与消费者不断被细分化的时代，传统媒体的局限性是无法有效地区分产品的目标受众群。 技术革新推动产业开展。为了更好地开掘市场潜力，以数字化、网络化的播放系统取代现行的广告机本地播放方式将是楼宇电视广告行业开展不可阻挡的趋势。多样化、实时化的发布模式以及智能化、人性化的管理平台，将给这一新兴产业注入革命性的燃料，推动广告行业向着新的高度前进。1.5 论文研究的主要内容论文研究涉及到硬件局部和软件局部。硬件方面有广告机框架、电源及稳压模块、主控模块、电机驱动模块、电机模块组成。软件方面用C语言编程了Mega16L定时器系统。2 自动滚动广告

13、机设计 用ATmega16单片机作为自动滚动广告机的控制核心，通过Mega16L定时器T0精确定时一秒，实现一个和真实时间同步的系统时钟，利用ATmega16控制电机驱动芯片L298N，使之输出正转停止正转停止的信号输出电压12V，使电机遵从上述动作,并最终通过皮带连接滑轮使广告片随之转动。 另外，还有利用四位七段数码管显示时间。2.1 总体平面示意图根据设计要求，我们的自动滚动广告机主要由五个模块构成：广告机框架、电源及稳压模块、主控模块、电机驱动模块、电机模块组成。整个硬件电路设计的总体结构框图可由下列图2.2表示：电源稳压主 控模块mega16LL298N芯 片减速电 机 模 块2.2

14、硬件设计电路总电路图2.3 总体电路示意图电源及稳压模块方案一：采用交流电经直流稳压处理后供电 采用交流电提供直流稳压电源，电流驱动能力及电压稳定性最好，且负载对电源影响也最小。方案二：采用蓄电池供电 蓄电池具有较强的电流驱动能力和较好的电压稳定性能，且本钱低廉。可采用蓄电池经7812芯片稳压后给电机供电，再经过降压接7805芯片给单片机及其他逻辑单元供电。方案三：采用干电池组进行供电，占空间小，移动性好 。 由于实际情况下广告机需长时间运转，时间久了，耗电量必然很大，经常换电池很麻烦，应选择方案一。 硬件主控模块 作为单片机原理与接口技术课程的course project，我们直接选用了At

15、mel公司的ATmaga16L单片机作为主控模块。 Mega16是高性能、低功耗的 8 位AVR 微处理器，具有先进的RISC结构，内部集成两个具有独立预分频器和比拟器功能的8 位定时器/ 计数器和一个具有预分频器、比拟功能和捕捉功能的16 位定时器/ 计数器。可通过JTAG对MCU进行程序烧写及仿真。内置晶振，使用方便。 8051结构的单片机采用复杂指令系统CISC体系。由于CISC结构存在指令系统不等长、指令数多、CPU利用效率低和执行速度慢等缺陷，已不能满足和适应实际中高档电子产品和嵌入式系统应用的需要。ATMEL公司发挥其在FLASH存储器技术上的优势特长，于1997年研发和推出了全新

16、配置、采用精简指令集RISC结构的新型单片机，简称AVR单片机。 AVR单片机采用的RISC结构，其速度、内存容量、外围接口的集成度、以及使用的开发和仿真技术等方面都充分表达和代表了当前单片机嵌入式系统开展的趋势。也正是由于这些显著特点，再加上其极高的性价比，使得AVR得到广泛应用，在短时间内成为市场上的主流之一。 2.2.3 ATmega16简介 ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmega16 AV

17、R 内核具有丰富的指令集和32 个通用工作存放器。所有的存放器都直接与算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的存放器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作存放器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比拟模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用

18、串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。本芯片是以Atmel 高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISP Flash 允许程序存储器通过ISP 串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR 内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区(ApplicationFlash Memory)。在更新应用Flash存储区时引导Flash区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW 操作。

19、通过将8 位RISC CPU 与系统内可编程的Flash 集成在一个芯片内， ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低本钱的解决方案。ATmega16 具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C 语言 编译器、宏汇编、 程序调试器/ 软件仿真器、仿真器及评估板。2.4 ATmega16的引脚引脚名称 引脚功能说明VCC 电源正GND 电源地端口A(PA7.PA0) 端口A 做为A/D 转换器的模拟输入端。端口A 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，假设内部上拉电阻使能，端口被

20、外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A 处于高阻状态。端口B(PB7.PB0) 端口B 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，假设内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口B 处于高阻状态。端口B 也可以用做其他不同的特殊功能.端口C(PC7.PC0) 端口C 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，假设内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复

21、位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C 处于高阻状态。如果JTAG接口使能，即使复位出现引脚 PC5(TDI)、 PC3(TMS)与 PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口C 也可以用做其他不同的特殊功能.端口D(PD7.PD0) 端口D 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，假设内部上拉电阻使能，那么端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口D 处于高阻状态。端口D 也可以用做其他不同的特殊功能.RESET 复位输入引脚。持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。门限时间见P

22、36Table 15。持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。XTAL1 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。XTAL2 反向振荡放大器的输出端。AVCC AVCC是端口A与A/D转换器的电源。不使用ADC时，该引脚应直接与VCC连接。使用ADC时应通过一个低通滤波器与VCC 连接。AREF A/D 的模拟基准输入引脚。 电机驱动模块 直流电机，单片机端口是不能直接供电的 电流太小 带动不了直流电机 ，要用电机驱动芯片，比拟简单和常用的是 l298 电机驱动芯片。借鉴前辈的经验，我们选择L298N作为减速电机的驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，输出电压最高可达5

23、0V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号，而且带有使能端，方便PWM调速，电路简单，性能稳定，使用比拟方便。+12V直流供电电源+5V直流逻辑电平 L298N电 机 驱 动 芯 片单片机指令总线驱动电机保护 电 路2.5 电机驱动电路L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作工作电流为2A；内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制，具有两个使能控制端，在不受

24、输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路局部在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反应给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的I/O口提供信号；而且电路简单，使用比拟简单。减速电机的额定电压为12V，转速为30r/m。L298N驱动电机的电路为：2.6 L298N引脚驱动电机的电路 2.7 L298N近图L298N功能模块：2.8 L298N功能模块 电机模块方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。使用步进电机控制精度较高，但难度较大，在广告机的控制过程

25、中，减速电机完全满足要求，没必要额外增加难度。方案2：采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速减速齿轮组，可以产生较大扭力。技术参数：供电电压：12V直流电；2、VCC: 12V经过稳压器7805降压得到；3、8550和8050两个不同PN结的三极管在这里既起到放大作用二级放大，又作为开关用；4、IN4007: 续流二极管，在直流减速电机突然上电或断电时保护电机线圈不被烧坏；5、471uf和104电容： 第一，作为滤波电容； 第二，470uf高值电容在此主要起到储能作用，在普通电池电压不稳定时，及时稳住电压，使得

26、电路保持比拟可靠的12V稳定电压。 直流减速电机驱动原理图 本论文通过Atmega16单片机的C语言编译器编制了L298N电机驱动芯片的相关程序，使得减速电机按照预定的方案运行，再通过皮带带动滑轮使得广告片转换画面，从而完成了自动广告机的设计。 其软件设计原理：通过定时器T0精确定时1s，当定时器开始计时后，程序经过初始化，通过L298N芯片输入信号电动机开始运转，再到经过电动机的加速、减速后到达可以显示广告片1的位置后，电动机停止，显示画面1，经过3s延长后，再次输入电动机正传信号，使电动机再次运转，经过电动机的加速、减速后到达可以显示广告片2的位置后，电动机停止，显示画面2，如果需要再显示

27、更多的画面，重复上述过程，直到计数器断开计时，系统没有信号输入为止。流程图如下开始初始化 电机正转停 车显 示3s延时到否？电机正转位置1到否？停 车显 示位置2到否？3s延时到否？电机正转结束3 结论 本论文用ATmega16单片机作为自动滚动广告机的控制核心，通过Mega16L定时器T0精确定时一秒，利用ATmega16控制电机驱动芯片L298N，使之输出正转停止正转停止的信号输出电压12V，使电机遵从上述动作,并最终通过皮带连接滑轮使广告片随之转动。完成了自动滚动广告机的制作。通过实际的应运单片机的相关知识，C语言编程能力的应用，对动手能力，抽象思维能力甚至人际交往能力都是一次考验同时也

28、是锻炼。使我更清楚的认识到自己的知识储藏还远不够到达实际问题的水平，应继续学习。 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。参考文献1 刘德营 张志霞 龚丽农 李志伟?单片机原理及接口技术 ? 中国水利水电出版社2 黄坚 ?自动控制原理及其应用 ? 高等教育出版社3 黄双成 高专电气自动化技术专业规划教材 单片机应用技术 中国电力出版社4 杜树春?单片机应用系统开发实例详解附光膍 机械工业出版社5 继强 邢春香 【正版】单片机应用设计培训教程实践篇 北京航空航天大学出版社6 杨路明C语言程序设计教程 北京邮电大学出版社20077 L298芯片数据手册致 谢在本文完稿之际，我要衷心感谢我的指导老师郭红霞老

29、师，在论文成稿期间，无论在选题上，还是资料的应用上，郭老师都给予我耐心细致的教导，在论文研究及撰写过程中，郭老师提出了许多珍贵意见，我学到了许多课外的知识，使我的综合能力得到了提升。老师严谨的治学态度，一丝不苟的敬业精神，诲人不倦的高尚师德，为我树立了做人、做事的楷模，对我今后的人生之旅将产生深远的影响。在此，向大学四年在各方面给予我帮助的教师、同学表示衷心的感谢。论文中的很多材料取于相关书籍和互联网，也向相关资料的作者表示衷心的感谢。由于我的能力有限，所以疏漏和缺乏在所难免，请各位老师批评指正，感谢各位老师。 署名 韩红兵附录1 所用全部硬件资源1easyAVR开发板2简版JTAG仿真器程序的下载和仿真 3Mega 16L单片机1片 4L298N电机驱动芯片1片5减速电机6硬纸板、三合板7铁钉8 4148二极管4只 9电源一个10导线2米左右 11502、101粘合剂各1瓶 胶带附录2 电路示意图可由下列图表示：附录3 源程序/IC