狂拽炫酷的多功能旋轉LED顯示器，輕輕松松實現，系統框圖、硬件選型

1．項目名稱、項目的主要內容及目前的進展情況

項目名稱：多功能旋轉LED顯示器

項目的主要內容：啟動電機，通過旋轉的指針板控制LED顯示一個立體動態的地球儀；或選擇播放音樂并在旋轉的LED上同步顯示歌詞。其中LED的電源由電機運動時產生的電磁感應發電，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．項目關創新點及關鍵技術的論述

創新點(1)：使用29位LED燈立體顯示一個地球儀與顯示歌詞；

創新點(2)：用電機旋轉帶動LED，給人立體的視覺效果；

創新點(3)：從指針板引出導線，接入到電機內部繞在轉子上，電機旋轉時該導線切割磁場產生感應電動勢，接過整流后作為指針上的電源。

關鍵技術(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，利用人眼的視覺暫留效應，形成完整的顯示畫面；

關鍵技術(2)：精確的控制LED的亮滅，需要很嚴謹的程序；

關鍵技術(3)：音樂與歌詞同步。

3．技術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立體圖形，再加上紅外控制開關，更方便于操作。當然團隊的專業技術的基礎，可以保證項目的順利實施，最終完成項目。下面是實現的效果示意圖（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

旋轉時鐘系統，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（參見下圖旋轉時鐘系統框圖）。

（1）電機

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

（2）指針板CPU

指針板負責顯示功能，是旋轉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，在外殼的對應位置安裝了一個磁鋼指針板每旋轉一周，霍爾傳感器就會經過一次磁鋼位置，并感應到信號。這個信號被稱為“過零信號”。有了這個信號，CPU就可以在旋轉的過程中實時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，點亮相應的LED，利用人眼的視覺暫留效應，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速，或者指針旋轉一周的時間。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。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語言編程，通過串口發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，可以通過電腦下載新的顯示畫面到指針板上，并存儲在CPU的內部E2PROM中。

2．需要的開發平臺

（1） MPLAB IDEv8.41硬件調試及編程工具 ；

（2） 軟件開發環境 MPLAB IDE v8.41；

（3） 編譯器MPLAB IDE。

3．需要的擴展模塊

（1）PmodRF1——無線電收發器 ；

（2）PmodSD——SD卡插槽。