2.4 显示亮度自动调节分析与计算
采用TI的TLC555、电容C1，C2、电阻R1和光敏电阻R3等组成振荡电路产生稳定的PWM波输出。则产生PWM波的周期、充电时间及其占空比的计算公式如下：
周期为：T=(R1+R2)C1 高电平时间为：T1=R1C1
TR1占空比?1?TR1?R2
经测试，光敏电阻的阻值在200到16K变化，正常光线下，阻值为2K，取R1为2K，占空比的变化范围较大。光敏电阻的变化引起输出PWM波占空比的变化，从而改变
显示亮度。占空比越大，LED接通的时间越长，断开的时间越短，显示越亮。
3.电路与程序设计
3.1电路设计
3.1.1系统总体方案设计
亮度控制（光敏电阻） 3.3V电源 按键 线阵LED MSP430G2553 12V电源 直流电机 电机驱动L298 图2
霍尔传感器
其总体设计如上图所示，霍尔传感器采集数据通过MSP430的处理控制电机的转速；MSP430G2553的控制通过按键的中断使LED显示不同的图文，当环境亮度改变时,由光敏电阻和NE555组成的占空比可调的电路自动改变LED的亮度,环境光线越亮,灯越亮，满足设计要求。
3.1.2单元电路及原理分析
亮度控制电路:采用NE555与光敏电阻搭建电路。用555，电阻，电容及二极管组成振荡电路，产生稳定的PWM波输出，而光敏电阻的变化输出PWM波占空比的变化，从而改变LED的显示亮度，实现亮度随外界的变化而变化。（图3）
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图3
线阵LED控制电路：我们所做电路选用的控制芯片用是有20个引脚MSP430G2553，所以控制16个LED显然不够用，因此利用74HC595实现串转并来控制线阵LED.（图4）
图4
PWM产生及控制L298电路:采用两片LM358及电容电阻稳压二极管来构成三角波发生电路产生三角波,通过比较器LM311与一直流量比较产生PWM,通过调节其占空比来控制L298.（图5）
图5
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机驱动电路： L298是双H桥高电压大电流集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制。通过外接信号来调节PWM.在一个PWM周期内，电机承受双极性电压，电机的速度和方向均有PWM决定。（图6）
图6
3.1.4 电路原理图
见附录一。
3.2 程序设计 见附录四。
3.2.1程序功能描述与设计思路
单片机MSP430G2553通过 74HC595进行串转并来控制16个LED。初始化,LED自检后,逐个依次点亮；通过独立按键控制线阵LED显示不同的图文
3.2.2程序总体流程图
当系统上电单片机初始化后,线阵LED进行自检,此时16个LED逐个点亮，当按键按下时，LED根据程序的设计显示不同的图文，流程图如下：（图7）
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开始 初始化 LED自检 n 按键 y 按键次数t n t=1 y 同心圆由大到小 t=2 y T=3 同心圆由小到大 TI杯 指针式秒表 y t=4 y n n n 图七 3.2.3程序清单
见附录四。
4.测试方案与测试结果
4.1 测试条件与仪器
数字示波器 万用表 信号发生器
4.2 测试结果及分析
本设计的基本要求均已完成，可以在运转时按按键切换显示的内容，但也存在值得改进的地方。旋转平台不太稳，导致显示出现稍许飘移，秒表指针显示
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也不能达到精确的60秒一周。因为单片机内部的DCO本来就存在误差，而延时又是用delay来延时的，这样误差更大，为了减小这些误差，应该使用外部晶振，并且用定时器来延时。
5. 结论
经过多日的辛勤努力，系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标。通过这次的项目，我们都学到了很多东西，因为这个项目主要针对的是软件方面，所以我们在软件方面下了很大功夫，有些程序在我们平时都没有训练过的，经过不断的摸索与实验，和其它同学交流，软件上有很大的进步。在硬件调试的过程中，我们也遇到很多问题，主要体现在线阵的平衡和稳定上面。由于时间紧，工作量大，系统还存在许多可以改进的地方。本次竞赛锻炼了我们各方面的能力，虽然我们遇到了很多困难和障碍，但总体上成功与挫折交替，困难与希望并存，我们将继续努力争取更大的进步。
6. 参考文献
[1] 秦龙编著.《MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲》.北京：电子工业出版社，2007.7
[2] 沈建华等.《MSP430系列16位超低功耗单片机实践与系统设计》.北京：清华大学出版社，2005.4
[3] 董诗白、华成英等.《模拟电子技术基础》.北京：高等教育出版社.2005.6
附录1：
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