狂拽炫酷的多功能旋轉LED顯示器，輕輕松松實(shí)現，系統框圖、硬件選型

1．項目名稱(chēng)、項目的主要內容及目前的進(jìn)展情況

項目名稱(chēng)：多功能旋轉LED顯示器

項目的主要內容：?jiǎn)?dòng)電機，通過(guò)旋轉的指針板控制LED顯示一個(gè)立體動(dòng)態(tài)的地球儀；或選擇播放音樂(lè )并在旋轉的LED上同步顯示歌詞。其中LED的電源由電機運動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電磁感應發(fā)電，而指針板上的信號則通過(guò)無(wú)線(xiàn)遙控得到。

目前的進(jìn)展情況：對指針板的各模塊原理有深入的了解。

2．項目關(guān)創(chuàng )新點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)的論述

創(chuàng )新點(diǎn)(1)：使用29位LED燈立體顯示一個(gè)地球儀與顯示歌詞；

創(chuàng )新點(diǎn)(2)：用電機旋轉帶動(dòng)LED，給人立體的視覺(jué)效果；

創(chuàng )新點(diǎn)(3)：從指針板引出導線(xiàn)，接入到電機內部繞在轉子上，電機旋轉時(shí)該導線(xiàn)切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，接過(guò)整流后作為指針上的電源。

關(guān)鍵技術(shù)(1)：用霍爾傳感器確定指針板的角度位置，根據指針板所在的不同位置，控制LED，利用人眼的視覺(jué)暫留效應，形成完整的顯示畫(huà)面；

關(guān)鍵技術(shù)(2)：精確的控制LED的亮滅，需要很?chē)乐數某绦颍?/p>

關(guān)鍵技術(shù)(3)：音樂(lè )與歌詞同步。

3．技術(shù)成熟性和可靠性論述

電機的高速旋轉，再配合LED的控制，完全可以呈現出一個(gè)立體圖形，再加上紅外控制開(kāi)關(guān)，更方便于操作。當然團隊的專(zhuān)業(yè)技術(shù)的基礎，可以保證項目的順利實(shí)施，最終完成項目。下面是實(shí)現的效果示意圖（以顯示”3”字符為例）。

項目實(shí)施方案

1．方案基本功能框圖及描述

旋轉時(shí)鐘系統，由指針板、直流電機、電源、無(wú)線(xiàn)遙控器以及上位機（PC）軟件等部分組成（參見(jiàn)下圖旋轉時(shí)鐘系統框圖）。

（1）電機

電機采用的是普通直流電機，負責帶動(dòng)指針板旋轉。電機的啟動(dòng)或停止，由指針板上的CPU負責控制。 電機軸是金屬的，所以被同時(shí)充當了電源和串口通訊的地線(xiàn)。另外在電機軸上套了一個(gè)導電環(huán)，在轉動(dòng)時(shí)導電環(huán)與電刷保持接觸，構成電源的正極和串口通訊的信號線(xiàn)。

（2）指針板CPU

指針板負責顯示功能，是旋轉時(shí)鐘的主要部件指針板的主控芯片就是PIC32。 指針板上有一排超高亮LED。

（3）霍爾傳感器

霍爾傳感器裝在指針板上，在外殼的對應位置安裝了一個(gè)磁鋼指針板每旋轉一周，霍爾傳感器就會(huì )經(jīng)過(guò)一次磁鋼位置，并感應到信號。這個(gè)信號被稱(chēng)為“過(guò)零信號”。有了這個(gè)信號，CPU就可以在旋轉的過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測計算指針板的角度位置。并根據指針板所處的不同位置，點(diǎn)亮相應的LED，利用人眼的視覺(jué)暫留效應，形成完整的顯示畫(huà)面。 通過(guò)檢測兩次過(guò)零信號的時(shí)間間隔，就可以計算出電機轉速，或者指針旋轉一周的時(shí)間。把該時(shí)間等分為180份，即可求得每個(gè)顯示列的位置。這樣，就不必再去對電機進(jìn)行勻速控制了。為了便于程序的計算，要把整個(gè)指針板旋轉的圓周等分為180個(gè)等分位置。每個(gè)位置被稱(chēng)為一列。

（4）運放揚聲器

指針板上有一個(gè)功率放大音響，在執行播放音樂(lè )的命令時(shí)啟動(dòng)。

（5）無(wú)線(xiàn)遙控器

無(wú)線(xiàn)遙控器采用比較簡(jiǎn)單的方案實(shí)現。主控芯片采用了ADS7846，用于切換LED顯示器的顯示功能。

（6）上位機

上位機程序是本項目的高端應用。上位機軟件可以采用C語(yǔ)言編程，通過(guò)串口發(fā)送串行控制名令給指針板，便以調試。其功能涵蓋了所有的串行控制功能，并有所加強和擴展。比如，可以通過(guò)電腦下載新的顯示畫(huà)面到指針板上，并存儲在CPU的內部E2PROM中。

2．需要的開(kāi)發(fā)平臺

（1） MPLAB IDEv8.41硬件調試及編程工具 ；

（2） 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 MPLAB IDE v8.41；

（3） 編譯器MPLAB IDE。

3．需要的擴展模塊

（1）PmodRF1——無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器 ；

（2）PmodSD——SD卡插槽。