這個是參考國外網站做的然后發布到51hei論壇來的,偶然在國外網站上看到老外做的LED光立方,看了視頻后,覺得特別炫,于是準備自己也做一個,于是參照它的方案做出了下面大家看到的這個光立方,做工不是很精細,希望大家批評指教。今天發貼于此,與大家共同學習,共同進步。費話不多說,下面正式介紹我的這個LEDCUBE。
視頻:
1,準備材料 ●512*LEDs(多買幾個,以防止有的是壞的,最好是霧面的,如果買來的不是霧面LED,可以住LED上輕微噴些白漆以達到效果) ●細鐵絲(用來焊接LED,如果買的LED引腳夠長可以不用) ●64*電阻(510R左右的) 8*電阻(220R,三極管基極) 8*電阻(2.2K,三極管上拉) ●8*74HC574(鎖存器,多路復用,也可采用595移位寄存器,本方案用574,595不再討論) ●1*74ACT138(譯碼器,給574產生時鐘信號) ●8*s8050三極管(用作開關管) ●電解電容(主要為電源電路部份用) ●USB母頭 ●開關 ●DC接頭 ●一塊MCU最小系統板(本方案采用飛思卡爾的XS128,有點奢侈,其實用51單片機就可以,比如12C5A就ok) ●兩塊20cm*20cm的鋪銅板(本方案板子全部自己用Altium Designed畫出來,然后用感光綠油曝光和腐蝕,也可用洞洞板自己搭,不過比較麻煩,工產打樣同樣也是忒貴,還是腐蝕板最為經濟) (如果采用腐蝕板,還需要準備以下東西) ●紫外燈(日光燈也可,不過爆光時間需要自己實驗得出) ●顯影劑 ●感光綠油 ●環保型腐蝕劑(或者三氯化鐵) ●脫膜劑
2,什么是立方燈呢? 立方燈就像是一個LED屏幕,但是它特殊在有第三維,使得它能夠有3D效果。可以把它認為是透明且低分率的顯示器。正常顯示器是盡最大程度堆棧象素來使得顯示出來的東西更加真實漂亮,但是在立方燈必須能看得到里面,同時在象素間需要更多空間。 立方燈不需要遵循什么標準,它可做成7*8*9,甚至更加古怪的形狀。
3,立方燈如何工作 這個立方體有512個LED。很明顯,每個LED有一個專用的IO端口是非常不切實際的。你需要一個有512IO端口的微控制器,通過該多維數據集運行512線。LED立方體依賴一個光學現象叫做持續幻象(POV)。如果你led閃爍的非常快, 在led關掉前,圖像將留在你的視網膜一小會兒。通過閃爍每一層多維數據集的一個接一個的反應非常快,它給人一種3 d圖像的感覺,事實上你看到是一系列的二維圖像堆積成的。有了這個這些,我們只需要64(為陽極)+ 8(每一層)IO端口控制LED多維數據集。
4 ,剖析立方燈 下面我們看一下LEDCUBE 的立體結構。 一個LED 有兩個引腳,一個陽極和一個陰極,為了點亮LED ,我們要使得陽極為高電平,而陰極為低電平。 LED 立方燈由64 列和8 層組成,每一列也就是連線垂直地面的8 個LED ,這8 個LED 的陽極是連接在一起的;每一層是由平行地面的64 個LED 組成的,這64 個LED 的陰極是連在一起的。 在控制的時候,每次讓其中一個面的選中(也就是讓其中一個面的陰極為低電平,其它面仍然保持高電平),然后從鎖存器讀出這一層的數據輸出到64 列,這樣就完成了一次層掃描,按照這樣的方式依次掃描其它7 層就可以完成一次LED 掃描。LED 立方的結構。
5 ,驅動電路 我們的LED 立方燈為8*8*8 的,這樣需要有至少64+8 個IO 口進行控制,如果用超過64 個引腳的單片來控制,這會大大增加我們的成本,一般的51 單片機又沒這么多的引腳,為了解決這個問題,我們采用74HC574 鎖存器多路利用。 74HC574: ● 8個輸入●8個輸出●1個時鐘信號●1個輸出使端 鎖存器最終要完成的工作就像一個簡單的緩存,鎖存器能保持8位數據,當輸出使能有效時,數據將送到輸出引腳。當時鐘發生上升沿的時候,鎖存器數據被刷新一次。為了能夠刷新到8個鎖存器,我們將8個鎖存器的8個個輸入分別接在一起,構成8bit數據總線,然后能過8個使能端的控制分別刷新8個鎖存器。 下面的代碼實現刷新鎖存器的功能。
// PORT A = data bus
// PORT B = address bus (74HC138)
// char buffer[8] holds 64 bits of data for the latch array
PORTB = 0x00; // This pulls CP on latch 1 low.
for (i=0; i <8; i++)
{PORTA= buffer;
PORTB = i+1;}
6,主板電路
我們采用的主板上面主要是由主控核心板組成,還有一個三管開關電路組成,沒有什么多的東西,不再細說。下圖為主板控制電路。
8,制作過程圖集
********PCB制作圖集********
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********LED搭建圖集********
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********整體效果********
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