CN107237991A - 一种led光模型 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED光模型，包括光模型本体，光模型本体由支撑骨架支撑，光模型本体中将若干个正方形LED点阵，集中在一层点阵中，并任意的控制每个灯的熄灭，但是只可以亮一层，然后再向下一层通电，通过快速通电，实现高刷新率，从高层到低层刷新LED灯，实现所有灯看起来都在发光。本模型要解决的问题是填补现有LED点阵显示不具备的立体显示和音乐播放的不足，可以直接对模型进行C程序编程直接下载到模型上的单片机上实现对灯光的控制，从而提高操作人员的理解能力和学习效率，而且，实现了LED点阵的立体显示，显示效果不再单调，使用单片机进行控制，可以对单片机进行编程，可使灯光变化万千。

Description

一种LED光模型
技术领域
本发明涉及一种光模型，特别涉及一种LED光模型。
背景技术
众所周知，长期以来很多初学C程序和单片的人们只能通过书本上无趣的程序抽象的去想象单片机的运行。现有技术中的LED点阵，LED点阵采用的使8乘以8的平面设计，LED阵列的显示方式是按显示编码的顺序，一行一行地显示。每一行的显示时间大约为4ms，由于人类的视觉暂留现象，将感觉到8行LED是在同时显示的。若显示的时间太短，则亮度不够，若显示的时间太长，将会感觉到闪烁。
当前技术下，显示屏驱动电路主要由主芯片控制电路、电源电路和控制信号放大电路等组成。其中：
主芯片控制电路：该部分电路主要由AT89S52和74LS154组成。单片机的P0和P2号控制显示信号的输出看，P1号的低4位控制74LS154的译码输入，从而控制扫描信号的输出；电源电路：整个电路的供电由USB电源提供，利用电脑主机USB接口可以输出+5V电压，方便我们在实验室调试；控制信号放大电路：为提供负载能力，在P0和P2口接16个常用9013的NPN三极管放大驱动信号。电路中列方向由p0口和p2口完成扫描，由于p0口没有上拉电阻，因此接一个1k*8的排阻上拉；行方向则由4～16译码器74LS154完成扫描，它由89C51的P1.0---P1.3控制。同样，驱动部分则是16个9015的三极管完成的。
但是，现有技术所成图像是平面的，可操作性很低，不能实现立体图像的显示，编程的开发度不大，主要作为文字显示，学习性较差，本发明LED光模型偶要解决的问题是现有LED点阵显示所不具备的立体显示和音乐播放，实现51单片机控制电路，提高可编程度，提供一个学习实践的平台，提高操作人员的兴趣和爱好，解决51单片机在LED点阵应用的空白。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种LED光模型，可以直接对模型进行C程序编程直接下载到模型上的单片机上实现对灯光的控制，从而提高操作人员的理解能力和学习效率，也解决了现有LED点阵显示不具备的立体显示和音乐播放的不足。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明的技术方案：本模型是基于现有的LED点阵的技术上改进的发明，是将相当于8个8乘以8的正方形LED点阵，在一层点阵中，可以任意的控制每个灯的熄灭，但是只可以亮一层，然后再向下一层通电，通过快速通电，实现高刷新率，从一到八层刷新LED灯，因为人眼的视觉暂留，就可以实现所有灯看起来都在发光。
本发明一种LED光模型，包括光模型本体，所述光模型本体由支撑骨架支撑，所述光模型本体包括光敏电阻电路、红外遥控电路、USB串口通信电路、电源电路、按键输入电路、实现音频的输入和输出电路、驱动电路A、驱动电路B、驱动电路C、功放电路和共阳接口，且共阳接口每一层通过各个电路的组合来实现不同功能的组合，并使模型实现播放音乐模式、上位机编程模式、自动播放模式和自检模式四个基本模式，所述光模型本体中将若干个正方形LED点阵，集中在一层点阵中，并任意的控制每个灯的熄灭，但是只可以亮一层，然后再向下一层通电，通过快速通电，实现高刷新率，从高层到低层刷新LED灯，实现所有灯看起来都在发光。
作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑骨架包括上骨架和下骨架，所述上骨架和下骨架之间固定连接有立骨架，所述支撑骨架的内部设置有灯架本体。
作为本发明的一种优选技术方案，所述光模型本体和灯架本体均呈现正方体形设计，所述灯架本体包括横向若干排，纵向若干列，且横向若干排和纵向若干列上均设置有若干LED灯。
作为本发明的一种优选技术方案，光敏电阻电路VCC和GND之间连接有光敏电阻RG1和R3，且与外部电器有连接关系，并形成导通状态。
作为本发明的一种优选技术方案，通过红外遥控电路，实现遥控器控制改变模型的程序模式。
作为本发明的一种优选技术方案，通过电路底板的四个红灯，表示主电路板通电，模型开始工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本模型要解决的问题是填补现有LED点阵显示不具备的立体显示和音乐播放的不足，可以直接对模型进行C程序编程直接下载到模型上的单片机上实现对灯光的控制，从而提高操作人员的理解能力和学习效率，而且，实现了LED点阵的立体显示，显示效果不再单调，使用单片机进行控制，可以对单片机进行编程，可使灯光变化万千，使其可以成为单片机开发的平台，还可以控制音频的输入和输出实现51单片机控制电路，提高可编程度，能够提供一个学习实践的平台，提高操作人员的兴趣和爱好，解决51单片机在LED点阵应用的空白。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体模型结构图；
图2是本发明的光敏电阻电路图；
图3是本发明的红外遥控电路图；
图4是本发明的USB串口通信电路图；
图5是本发明的呼吸灯电路图；
图6是本发明的电源电路图；
图7是本发明的按键输入电路图；
图8是本发明的晶振电路图；
图9是本发明的实现音频的输入和输出电路图；
图10是本发明的驱动电路A图；
图11是本发明的驱动电路B图；
图12是本发明的驱动电路C图；
图13是本发明的共阳接口图；
图14是本发明的功放电路图；
图中：1、光模型本体；2、支撑骨架；3、上骨架；4、下骨架；5、立骨架；6、灯架本体；7、LED灯。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-14所示，本发明提供一种LED光模型，包括光模型本体1，光模型本体1由支撑骨架2支撑，光模型本体1包括光敏电阻电路、红外遥控电路、USB串口通信电路、电源电路、按键输入电路、实现音频的输入和输出电路、驱动电路A、驱动电路B、驱动电路C、功放电路和共阳接口，且共阳接口每一层通过各个电路的组合来实现不同功能的组合，并使模型实现播放音乐模式、上位机编程模式、自动播放模式和自检模式四个基本模式，光模型本体1中将若干个正方形LED点阵，集中在一层点阵中，并任意的控制每个灯的熄灭，但是只可以亮一层，然后再向下一层通电，通过快速通电，实现高刷新率，从高层到低层刷新LED灯，实现所有灯看起来都在发光。
支撑骨架2包括上骨架3和下骨架4，上骨架3和下骨架4之间固定连接有立骨架5，支撑骨架2的内部设置有灯架本体6，通过支撑骨架2能够给整个光模型提供一定程度上了设备支撑作用，在支撑骨架2的内部设置有灯架本体6，用于搭载LED灯组。
光模型本体1和灯架本体6均呈现正方体形设计，灯架本体6包括横向若干排，纵向若干列，且横向若干排和纵向若干列上均设置有若干LED灯7，采用正方体形设计可以增强发光的层次性，也符合本光模型的设计要求。
光敏电阻电路VCC和GND之间连接有光敏电阻RG1和R3，且与外部电器有连接关系，并形成导通状态，以实现光控，达到完整的光敏电阻电路设计要求。
通过红外遥控电路，实现遥控器控制改变模型的程序模式，以此来实现遥控器控制改变发明模型的程序模式，实现不同光亮模式的转变。
通过电路底板的四个红灯，表示主电路板通电，模型开始工作，以此实现表示主电路板通电目的。
具体的，本发明采用低电平逐行扫描，高电平输出显示信号。即轮流给行信号输出低电平，在任意时刻只有一行发光二极管是处于可以被点亮的状态，其它行都处于熄灭状态。
在本发明的电源电路原理图中，其作用是实现其电路的自锁。
在本发明中，驱动电路A可以为APM4953驱动电路、驱动电路B可以为74HC245驱动电路、驱动电路C可以为74HC138驱动电路。
按键输入电路原理图中，已实现手动改变光模型的光亮模式。
晶振电路原理图中，以此实现高频率刷新，使每一层都实现点亮组成图像。
在本发明中，单片机仍是实现程序的控制与存储，是主要的控制器。138译码器实现3控8。
8乘以8LED点阵中，横向8排，依次进行，同理，纵列8列，依次进行，呈现有序递增排列。
本模型是基于现有的LED点阵的技术上改进的发明，是将相当于8个8*8的正方形LED点阵，在一层点阵中，可以任意的控制每个灯的熄灭，但是只可以亮一层，然后再向下一层通电，通过快速通电，实现高刷新率，从一到八层刷新LED灯，因为人眼的视觉暂留，就可以实现所有灯看起来都在发光。
在本发明中，74HC595是具有三态输出功能(即具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态)的门电路，输出寄存器可以直接清除。具有100MHz的移位频率。
如附图13中，每一层均采用共阳接口。
音乐电路原理图，此电路实现本模型的音乐模式，及灯光随音乐闪烁根据原理图制作PCB板。
通过各个电路的组合以实现不同的功能的组合，让本模型实现四个基本模式，播放音乐模式、上位机编程模式、自动播放模式、自检模式。
本模型要解决的问题是填补现有LED点阵显示不具备的立体显示和音乐播放的不足，可以直接对模型进行C程序编程直接下载到模型上的单片机上实现对灯光的控制，从而提高操作人员的理解能力和学习效率。
而且，实现了LED点阵的立体显示，显示效果不再单调，使用单片机进行控制，可以对单片机进行编程，可使灯光变化万千，使其可以成为单片机开发的平台，还可以控制音频的输入和输出实现51单片机控制电路，提高可编程度。
在教学工作中，现有技术所成图像也是平面的，可玩性很低，不能实现立体图像的显示，编程的开发度不大，主要作为文字显示，学习性较差。而本发明所带来的技术效果能够提供一个学习实践的平台，提高操作人员或者学生的兴趣和爱好，解决51单片机在LED点阵应用的空白。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种LED光模型，包括光模型本体(1)，所述光模型本体(1)由支撑骨架(2)支撑，其特征在于，所述光模型本体(1)包括光敏电阻电路、红外遥控电路、USB串口通信电路、电源电路、按键输入电路、实现音频的输入和输出电路、驱动电路A、驱动电路B、驱动电路C、功放电路和共阳接口，且共阳接口每一层通过各个电路的组合来实现不同功能的组合，并使模型实现播放音乐模式、上位机编程模式、自动播放模式和自检模式四个基本模式，所述光模型本体(1)中将若干个正方形LED点阵，集中在一层点阵中，并任意的控制每个灯的熄灭，但是只可以亮一层，然后再向下一层通电，通过快速通电，实现高刷新率，从高层到低层刷新LED灯，实现所有灯看起来都在发光。
2.根据权利要求1所述的一种LED光模型，其特征在于，所述支撑骨架(2)包括上骨架(3)和下骨架(4)，所述上骨架(3)和下骨架(4)之间固定连接有立骨架(5)，所述支撑骨架(2)的内部设置有灯架本体(6)。
3.根据权利要求2所述的一种LED光模型，其特征在于，所述光模型本体(1)和灯架本体(6)均呈现正方体形设计，所述灯架本体(6)包括横向若干排，纵向若干列，且横向若干排和纵向若干列上均设置有若干LED灯(7)。
4.根据权利要求1所述的一种LED光模型，其特征在于，光敏电阻电路VCC和GND之间连接有光敏电阻RG1和R3，且与外部电器有连接关系，并形成导通状态。
5.根据权利要求1所述的一种LED光模型，其特征在于，通过红外遥控电路，实现遥控器控制改变模型的程序模式。
6.根据权利要求1所述的一种LED光模型，其特征在于，通过电路底板的四个红灯，表示主电路板通电，模型开始工作。
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