一種LED光模型的製作方法

2023-09-19 23:59:05 2

本發明涉及一種光模型，特別涉及一種led光模型。

背景技術：

眾所周知，長期以來很多初學c程序和單片的人們只能通過書本上無趣的程序抽象的去想像單片機的運行。現有技術中的led點陣，led點陣採用的使8乘以8的平面設計，led陣列的顯示方式是按顯示編碼的順序，一行一行地顯示。每一行的顯示時間大約為4ms，由於人類的視覺暫留現象，將感覺到8行led是在同時顯示的。若顯示的時間太短，則亮度不夠，若顯示的時間太長，將會感覺到閃爍。

當前技術下，顯示屏驅動電路主要由主晶片控制電路、電源電路和控制信號放大電路等組成。其中：

主晶片控制電路：該部分電路主要由at89s52和74ls154組成。單片機的p0和p2號控制顯示信號的輸出看，p1號的低4位控制74ls154的解碼輸入，從而控制掃描信號的輸出；電源電路：整個電路的供電由usb電源提供，利用電腦主機usb接口可以輸出+5v電壓，方便我們在實驗室調試；控制信號放大電路：為提供負載能力，在p0和p2口接16個常用9013的npn三極體放大驅動信號。電路中列方向由p0口和p2口完成掃描，由於p0口沒有上拉電阻，因此接一個1k*8的排阻上拉；行方向則由4～16解碼器74ls154完成掃描，它由89c51的p1.0---p1.3控制。同樣，驅動部分則是16個9015的三極體完成的。

但是，現有技術所成圖像是平面的，可操作性很低，不能實現立體圖像的顯示，編程的開發度不大，主要作為文字顯示，學習性較差，本發明led光模型偶要解決的問題是現有led點陣顯示所不具備的立體顯示和音樂播放，實現51單片機控制電路，提高可編程度，提供一個學習實踐的平臺，提高操作人員的興趣和愛好，解決51單片機在led點陣應用的空白。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種led光模型，可以直接對模型進行c程序編程直接下載到模型上的單片機上實現對燈光的控制，從而提高操作人員的理解能力和學習效率，也解決了現有led點陣顯示不具備的立體顯示和音樂播放的不足。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明的技術方案：本模型是基於現有的led點陣的技術上改進的發明，是將相當於8個8乘以8的正方形led點陣，在一層點陣中，可以任意的控制每個燈的熄滅，但是只可以亮一層，然後再向下一層通電，通過快速通電，實現高刷新率，從一到八層刷新led燈，因為人眼的視覺暫留，就可以實現所有燈看起來都在發光。

本發明一種led光模型，包括光模型本體，所述光模型本體由支撐骨架支撐，所述光模型本體包括光敏電阻電路、紅外遙控電路、usb串口通信電路、電源電路、按鍵輸入電路、實現音頻的輸入和輸出電路、驅動電路a、驅動電路b、驅動電路c、功放電路和共陽接口，且共陽接口每一層通過各個電路的組合來實現不同功能的組合，並使模型實現播放音樂模式、上位機編程模式、自動播放模式和自檢模式四個基本模式，所述光模型本體中將若干個正方形led點陣，集中在一層點陣中，並任意的控制每個燈的熄滅，但是只可以亮一層，然後再向下一層通電，通過快速通電，實現高刷新率，從高層到低層刷新led燈，實現所有燈看起來都在發光。

作為本發明的一種優選技術方案，所述支撐骨架包括上骨架和下骨架，所述上骨架和下骨架之間固定連接有立骨架，所述支撐骨架的內部設置有燈架本體。

作為本發明的一種優選技術方案，所述光模型本體和燈架本體均呈現正方體形設計，所述燈架本體包括橫向若干排，縱向若干列，且橫向若干排和縱向若干列上均設置有若干led燈。

作為本發明的一種優選技術方案，光敏電阻電路vcc和gnd之間連接有光敏電阻rg1和r3，且與外部電器有連接關係，並形成導通狀態。

作為本發明的一種優選技術方案，通過紅外遙控電路，實現遙控器控制改變模型的程序模式。

作為本發明的一種優選技術方案，通過電路底板的四個紅燈，表示主電路板通電，模型開始工作。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

本模型要解決的問題是填補現有led點陣顯示不具備的立體顯示和音樂播放的不足，可以直接對模型進行c程序編程直接下載到模型上的單片機上實現對燈光的控制，從而提高操作人員的理解能力和學習效率，而且，實現了led點陣的立體顯示，顯示效果不再單調，使用單片機進行控制，可以對單片機進行編程，可使燈光變化萬千，使其可以成為單片機開發的平臺，還可以控制音頻的輸入和輸出實現51單片機控制電路，提高可編程度，能夠提供一個學習實踐的平臺，提高操作人員的興趣和愛好，解決51單片機在led點陣應用的空白。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明的整體模型結構圖；

圖2是本發明的光敏電阻電路圖；

圖3是本發明的紅外遙控電路圖；

圖4是本發明的usb串口通信電路圖；

圖5是本發明的呼吸燈電路圖；

圖6是本發明的電源電路圖；

圖7是本發明的按鍵輸入電路圖；

圖8是本發明的晶振電路圖；

圖9是本發明的實現音頻的輸入和輸出電路圖；

圖10是本發明的驅動電路a圖；

圖11是本發明的驅動電路b圖；

圖12是本發明的驅動電路c圖；

圖13是本發明的共陽接口圖；

圖14是本發明的功放電路圖；

圖中：1、光模型本體；2、支撐骨架；3、上骨架；4、下骨架；5、立骨架；6、燈架本體；7、led燈。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。

實施例1

如圖1-14所示，本發明提供一種led光模型，包括光模型本體1，光模型本體1由支撐骨架2支撐，光模型本體1包括光敏電阻電路、紅外遙控電路、usb串口通信電路、電源電路、按鍵輸入電路、實現音頻的輸入和輸出電路、驅動電路a、驅動電路b、驅動電路c、功放電路和共陽接口，且共陽接口每一層通過各個電路的組合來實現不同功能的組合，並使模型實現播放音樂模式、上位機編程模式、自動播放模式和自檢模式四個基本模式，光模型本體1中將若干個正方形led點陣，集中在一層點陣中，並任意的控制每個燈的熄滅，但是只可以亮一層，然後再向下一層通電，通過快速通電，實現高刷新率，從高層到低層刷新led燈，實現所有燈看起來都在發光。

支撐骨架2包括上骨架3和下骨架4，上骨架3和下骨架4之間固定連接有立骨架5，支撐骨架2的內部設置有燈架本體6，通過支撐骨架2能夠給整個光模型提供一定程度上了設備支撐作用，在支撐骨架2的內部設置有燈架本體6，用於搭載led燈組。

光模型本體1和燈架本體6均呈現正方體形設計，燈架本體6包括橫向若干排，縱向若干列，且橫向若干排和縱向若干列上均設置有若干led燈7，採用正方體形設計可以增強發光的層次性，也符合本光模型的設計要求。

光敏電阻電路vcc和gnd之間連接有光敏電阻rg1和r3，且與外部電器有連接關係，並形成導通狀態，以實現光控，達到完整的光敏電阻電路設計要求。

通過紅外遙控電路，實現遙控器控制改變模型的程序模式，以此來實現遙控器控制改變發明模型的程序模式，實現不同光亮模式的轉變。

通過電路底板的四個紅燈，表示主電路板通電，模型開始工作，以此實現表示主電路板通電目的。

具體的，本發明採用低電平逐行掃描，高電平輸出顯示信號。即輪流給行信號輸出低電平，在任意時刻只有一行發光二極體是處於可以被點亮的狀態，其它行都處於熄滅狀態。

在本發明的電源電路原理圖中，其作用是實現其電路的自鎖。

在本發明中，驅動電路a可以為apm4953驅動電路、驅動電路b可以為74hc245驅動電路、驅動電路c可以為74hc138驅動電路。

按鍵輸入電路原理圖中，已實現手動改變光模型的光亮模式。

晶振電路原理圖中，以此實現高頻率刷新，使每一層都實現點亮組成圖像。

在本發明中，單片機仍是實現程序的控制與存儲，是主要的控制器。138解碼器實現3控8。

8乘以8led點陣中，橫向8排，依次進行，同理，縱列8列，依次進行，呈現有序遞增排列。

本模型是基於現有的led點陣的技術上改進的發明，是將相當於8個8*8的正方形led點陣，在一層點陣中，可以任意的控制每個燈的熄滅，但是只可以亮一層，然後再向下一層通電，通過快速通電，實現高刷新率，從一到八層刷新led燈，因為人眼的視覺暫留，就可以實現所有燈看起來都在發光。

在本發明中，74hc595是具有三態輸出功能(即具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態)的門電路，輸出寄存器可以直接清除。具有100mhz的移位頻率。

如附圖13中，每一層均採用共陽接口。

音樂電路原理圖，此電路實現本模型的音樂模式，及燈光隨音樂閃爍根據原理圖製作pcb板。

通過各個電路的組合以實現不同的功能的組合，讓本模型實現四個基本模式，播放音樂模式、上位機編程模式、自動播放模式、自檢模式。

本模型要解決的問題是填補現有led點陣顯示不具備的立體顯示和音樂播放的不足，可以直接對模型進行c程序編程直接下載到模型上的單片機上實現對燈光的控制，從而提高操作人員的理解能力和學習效率。

而且，實現了led點陣的立體顯示，顯示效果不再單調，使用單片機進行控制，可以對單片機進行編程，可使燈光變化萬千，使其可以成為單片機開發的平臺，還可以控制音頻的輸入和輸出實現51單片機控制電路，提高可編程度。

在教學工作中，現有技術所成圖像也是平面的，可玩性很低，不能實現立體圖像的顯示，編程的開發度不大，主要作為文字顯示，學習性較差。而本發明所帶來的技術效果能夠提供一個學習實踐的平臺，提高操作人員或者學生的興趣和愛好，解決51單片機在led點陣應用的空白。

最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。