光立方设计原理

1、黎明途电子.光立方原理你的思维有多宽，光立方的动画就有多多。我猜想大家做光立方都是为了能 随性所欲的控制每一个灯珠，来实现自己想的一些精美动画。那么，让我们从光立 方的原理开始入手。一讲到原理，估计很多同学就头痛了。这里借鉴在网上找的 一些资料来帮助大家理解光立方的原理。先从点阵的点亮原理说吧，如图所示这是一张led的点阵图，如果我们想要点亮任意位置的led，我们只要在该位置 led所使用的列线接地，行线接上+V即可。学过单片机的朋友，都知道数码管是怎么点亮的，其中有位选和段选之分， 通过扫描来实现所有数码管能正常工作以实现我们想要的数字。点阵也一样，尽管是8*8的点阵，如果我们让整体能随意显

2、示图案，那也需 要用动态扫描的方式来实现，否则无法实现对其精准的控制。所谓动态扫描，就是说我 们一次只能让一行排或者一竖排的灯亮。每次只能这么点亮，8次为一个周期，从 左至右依次点一次，那么循环起来，我们看到的就是完整的图像了。在这里，一共有8层。想必大家对光立方的连接已经有了一定的了解，纵向一束的负极性引脚是要连在一起，而横向一层的正极性角连在一起。从扫描的角度去说，那一次也只能够点亮一层。这里光立方的一层有64个灯，我们想成之前那个8*8的平面点阵。光立方的每一层虽然有64 个灯，但是我们会有64跟线分别连接到这些灯上，从而实现一次性的对64个灯进行控制。我 们将一个立体画面从下往上分为8

3、层，每次扫面一层这样一副画面就完成了。通常单片机引脚 较少，我们采用74hc595芯片进行拓展（74hc595原理请参考595用户手册）。下面来一张电路 图，此图是用595进行拓展的。（这张图是模块原理图的截图，接线不是很清晰，可以参考原理图）在图中，数据通过串行的方式，分别传送到每一个74hc595中，再内部控制器储存这些数据，从而实现一层64个灯同时的点亮。描述一个固定画面的显示，需要硬件执行8次扫描的过程。将第一层64个点的数据传入8个74hc595中，控制uln2803层控制芯片打开第 一层开关，使第一层点亮，这个时候，其他层是灭的。等待时间to熄灭第一层，开始向74hc595中传输第

4、二层的数据，锁存，开启第二层总控制 开关，点亮第二层。等待时间to熄灭第七层，将第八层的的数据传入所有74hc595中，锁存，开启第八层总开关，点亮第八层。再回到第一步，循环下去.这样，便实现了一个侦画面的显示，由于人眼的视觉暂留的特性，只要刷新的够快，我们看到的就是光立方整体一起点亮的。便实现了我们想要的效果。为了画面的稳定，上面间隔点亮t要保持一致，否则会出现亮度不均 的情况。上面是传统单色光立方的成像原理。在此基础上我们又开发了双彩色和RGB全彩光立方。画面的成像和单色是一样的，在配色上加了一些改动。我们称它为混色。就红蓝两种颜色而言，红色和蓝色同时点亮就会出现紫色。利用软件控制多种颜色

5、的灯在不同 或相同时间点亮就会出现很多彩色图案。硬件部分考虑到单片机的IO 口的限制，所以彩色光立的层驱动我们将2803换成了 74Hc595。通过控制74Hc5953的使能控制端口切换相应颜色的LED灯的选择。下面用RGB光立方举例说明RGB灯有红绿蓝三种颜色，我们需要用3个74hc595来控制选择，每一个控制一种颜色。需要某一种颜色时就控制相应的74hc595使能打开。需要混色时就同时打开需要混色的Led灯 对应的74hc595即可。然而随着这套电路的使用我们又发现了一些需要改进的地方。比如亮度低的问题，这使得光立 方在白天光线充足的时候动画显示不够清晰。我们又增加了电流控制电路。如下jI

6、*E E huL15口 mTitle手机,g询7007QQz 94647JO5H 席h J2/075243Size: A4Numt)ierz2Roison:Date: 2OI7/2/HTime: 14:2B:J39imI: ofFile: 1-T立 ff、是 gJFl M W 力h 5MB?理 IN Jhg|这套电路我们用在MT10的主板上，称之为“ABL”电路。原理很简单利用二极管和MOS管 控制其工作电压已达到调整电流的目的。然而这些电路的增设只是饭后的小甜点。早在上一代MT9我们就为其主板搭载了一块蓝呀模块 和一块音乐解码芯片。这使得用手机制作动画成为了光立方的主流功能。并且可以通过手App 控制保存在光立方TF卡内的音乐。因为这一功能的火爆我