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

1．項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目的主要內(nèi)容及目前的進(jìn)展情況

項(xiàng)目名稱：多功能旋轉(zhuǎn)LED顯示器

項(xiàng)目的主要內(nèi)容：?jiǎn)?dòng)電機(jī)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的LED上同步顯示歌詞。其中LED的電源由電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)發(fā)電，而指針板上的信號(hào)則通過(guò)無(wú)線遙控得到。

目前的進(jìn)展情況：對(duì)指針板的各模塊原理有深入的了解。

2．項(xiàng)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(jī)旋轉(zhuǎn)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(dǎo)線，接入到電機(jī)內(nèi)部繞在轉(zhuǎn)子上，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)該導(dǎo)線切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(jù)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(yīng)，形成完整的顯示畫面；

關(guān)鍵技術(shù)(2)：精確的控制LED的亮滅，需要很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)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(jī)的高速旋轉(zhuǎn)，再配合LED的控制，完全可以呈現(xiàn)出一個(gè)立體圖形，再加上紅外控制開關(guān)，更方便于操作。當(dāng)然團(tuán)隊(duì)的專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)，可以保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，最終完成項(xiàng)目。下面是實(shí)現(xiàn)的效果示意圖（以顯示”3”字符為例）。

項(xiàng)目實(shí)施方案

1．方案基本功能框圖及描述

旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘系統(tǒng)，由指針板、直流電機(jī)、電源、無(wú)線遙控器以及上位機(jī)（PC）軟件等部分組成（參見下圖旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘系統(tǒng)框圖）。

（1）電機(jī)

電機(jī)采用的是普通直流電機(jī)，負(fù)責(zé)帶動(dòng)指針板旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的啟動(dòng)或停止，由指針板上的CPU負(fù)責(zé)控制。 電機(jī)軸是金屬的，所以被同時(shí)充當(dāng)了電源和串口通訊的地線。另外在電機(jī)軸上套了一個(gè)導(dǎo)電環(huán)，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)電環(huán)與電刷保持接觸，構(gòu)成電源的正極和串口通訊的信號(hào)線。

（2）指針板CPU

指針板負(fù)責(zé)顯示功能，是旋轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)位置安裝了一個(gè)磁鋼指針板每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就會(huì)經(jīng)過(guò)一次磁鋼位置，并感應(yīng)到信號(hào)。這個(gè)信號(hào)被稱為“過(guò)零信號(hào)”。有了這個(gè)信號(hào)，CPU就可以在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)計(jì)算指針板的角度位置。并根據(jù)指針板所處的不同位置，點(diǎn)亮相應(yīng)的LED，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，形成完整的顯示畫面。 通過(guò)檢測(cè)兩次過(guò)零信號(hào)的時(shí)間間隔，就可以計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速，或者指針旋轉(zhuǎn)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(duì)電機(jī)進(jìn)行勻速控制了。為了便于程序的計(jì)算，要把整個(gè)指針板旋轉(zhuǎn)的圓周等分為180個(gè)等分位置。每個(gè)位置被稱為一列。

（4）運(yùn)放揚(yáng)聲器

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

（5）無(wú)線遙控器

無(wú)線遙控器采用比較簡(jiǎn)單的方案實(shí)現(xiàn)。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(jī)

上位機(jī)程序是本項(xiàng)目的高端應(yīng)用。上位機(jī)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(diào)試。其功能涵蓋了所有的串行控制功能，并有所加強(qiáng)和擴(kuò)展。比如，可以通過(guò)電腦下載新的顯示畫面到指針板上，并存儲(chǔ)在CPU的內(nèi)部E2PROM中。

2．需要的開發(fā)平臺(tái)

（1） MPLAB IDEv8.41硬件調(diào)試及編程工具 ；

（2） 軟件開發(fā)環(huán)境 MPLAB IDE v8.41；

（3） 編譯器MPLAB IDE。

3．需要的擴(kuò)展模塊

（1）PmodRF1——無(wú)線電收發(fā)器 ；

（2）PmodSD——SD卡插槽。