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

1．項目名稱、項目的主要內(nèi)容及目前的進展情況

項目名稱：多功能旋轉(zhuǎn)LED顯示器

項目的主要內(nèi)容：啟動電機，通過旋轉(zhuǎn)的指針板控制LED顯示一個立體動態(tài)的地球儀；或選擇播放音樂并在旋轉(zhuǎn)的LED上同步顯示歌詞。其中LED的電源由電機運動時產(chǎn)生的電磁感應(yīng)發(fā)電，而指針板上的信號則通過無線遙控得到。

目前的進展情況：對指針板的各模塊原理有深入的了解。

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

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

創(chuàng)新點(2)：用電機旋轉(zhuǎn)帶動LED，給人立體的視覺效果；

創(chuàng)新點(3)：從指針板引出導(dǎo)線，接入到電機內(nèi)部繞在轉(zhuǎn)子上，電機旋轉(zhuǎn)時該導(dǎo)線切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，接過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，需要很嚴謹?shù)某绦颍?/p>

關(guān)鍵技術(shù)(3)：音樂與歌詞同步。

3．技術(shù)成熟性和可靠性論述

電機的高速旋轉(zhuǎn)，再配合LED的控制，完全可以呈現(xiàn)出一個立體圖形，再加上紅外控制開關(guān)，更方便于操作。當(dāng)然團隊的專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)，可以保證項目的順利實施，最終完成項目。下面是實現(xiàn)的效果示意圖（以顯示”3”字符為例）。

項目實施方案

1．方案基本功能框圖及描述

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

（1）電機

電機采用的是普通直流電機，負責(zé)帶動指針板旋轉(zhuǎn)。電機的啟動或停止，由指針板上的CPU負責(zé)控制。 電機軸是金屬的，所以被同時充當(dāng)了電源和串口通訊的地線。另外在電機軸上套了一個導(dǎo)電環(huán)，在轉(zhuǎn)動時導(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線。

（2）指針板CPU

指針板負責(zé)顯示功能，是旋轉(zhuǎn)時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(yīng)位置安裝了一個磁鋼指針板每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就會經(jīng)過一次磁鋼位置，并感應(yīng)到信號。這個信號被稱為“過零信號”。有了這個信號，CPU就可以在旋轉(zhuǎn)的過程中實時檢測計算指針板的角度位置。并根據(jù)指針板所處的不同位置，點亮相應(yīng)的LED，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，形成完整的顯示畫面。 通過檢測兩次過零信號的時間間隔，就可以計算出電機轉(zhuǎn)速，或者指針旋轉(zhuǎn)一周的時間。把該時間等分為180份，即可求得每個顯示列的位置。這樣，就不必再去對電機進行勻速控制了。為了便于程序的計算，要把整個指針板旋轉(zhuǎn)的圓周等分為180個等分位置。每個位置被稱為一列。

（4）運放揚聲器

指針板上有一個功率放大音響，在執(zhí)行播放音樂的命令時啟動。

（5）無線遙控器

無線遙控器采用比較簡單的方案實現(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

上位機程序是本項目的高端應(yīng)用。上位機軟件可以采用C語言編程，通過串口發(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，并有所加強和擴展。比如，可以通過電腦下載新的顯示畫面到指針板上，并存儲在CPU的內(nèi)部E2PROM中。

2．需要的開發(fā)平臺

（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．需要的擴展模塊

（1）PmodRF1——無線電收發(fā)器 ；

（2）PmodSD——SD卡插槽。