CN204632316U - Led光立方装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED光立方装置，包括中央控制单元、显示驱动单元、电源单元和LED灯立方结构，显示驱动单元包括行驱动器和列驱动器；LED灯立方结构由多根垂直放置的LED灯竖条组成，一共包括有M×N根LED灯竖条，其中M为列数，N为每一列包含的LED灯竖条数目，中央控制单元的信号输出端与行驱动器、列驱动器的数据输入端电联接，所述电源单元为中央控制单元和显示驱动单元提供工作电源。本实用新型结构紧凑，制作成本较低，显示效果绚烂，能够应用于多种场合，具有较强的实用性，具有良好的推广应用价值。

Description

LED光立方装置

技术领域

本实用新型涉及光电装置领域，特别涉及一种LED光立方装置。

背景技术

二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代。基础材料的产业化，使LED基于单片机的光立方的设计全彩色显示产品成本下降，应用加快发展。LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED 3D显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED 3D显示屏更会成为主流产品。

在目前的市场上，还没有一种易于扩展、显示靓丽、价廉物美的LED光立方显示产品出现，这一块尚属空白。

因此，有必要研究出一种LED光立方装置，能够满足多方面的需求，同时成本较低、制作快捷、显示效果良好。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种制作成本较低、显示效果绚丽、能够满足多种应用场合的LED光立方装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

该LED光立方装置，包括中央控制单元、显示驱动单元、电源单元和LED灯立方结构，所述显示驱动单元包括行驱动器和列驱动器；

所述LED灯立方结构由多根垂直放置的LED灯竖条组成，一共包括有M×N根LED灯竖条，其中M为列数，N为每一列包含的LED灯竖条数目，所述LED灯竖条包括P个LED灯，因此在竖直方向上，LED灯立方结构的层数为P层，位于同一层的LED灯的阳极引脚依次焊接在一起，实现层共阳结构，共引出P条层共阳引线，所述行驱动器包括有P个数据输出端，P条层共阳引线按照一一对应的方式依次接入行驱动器的数据输出端；所述LED灯包括至少R色阴极引脚，每种显示颜色使用一个阴极引脚，所述R≥1，每一LED灯竖条上的同色阴极引脚依次焊接在一起，共引出N×R条行共阴引线，LED灯立方结构的每一列均设置有R个列驱动器，每一个列驱动器包括N个数据输入端，同色阴极引脚的行共阴引线按照一一对应的方式依次接入同一个列驱动器的数据输出端；

所述中央控制单元的信号输出端与行驱动器、列驱动器的数据输入端电联接，所述电源单元为中央控制单元和显示驱动单元提供工作电源。

进一步，所述列驱动器采用锁存器。

进一步，所述列驱动器型号为74HC573。

进一步，所述M＝N＝P＝8。

进一步，所述行驱动器采用MOS管。

进一步，所述R＝3，即LED灯包括三色阴极引脚。

进一步，所述电源单元为开关稳压电源电路。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构紧凑，制作成本较低，显示效果绚烂，能够应用于多种场合，具有较强的实用性，具有良好的推广应用价值。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型的电路联接示意图；

图2为LED灯竖条结构示意图；

图3为LED灯立方结构的俯视图；

图4为LED灯立方结构的立体照片图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的LED光立方装置，包括中央控制单元1、显示驱动单元、电源单元2和LED灯立方结构3，显示驱动单元包括行驱动器4和列驱动器5；

如图2至图4所示，本实施例中，LED灯立方结构由多根垂直放置的LED灯竖条组成，一共包括有8×8根LED灯竖条，其中8为列数，N为每一列包含的LED灯竖条数目，LED灯竖条包括8个LED灯7，因此在竖直方向上，LED灯立方结构的层数为8层，位于同一层的LED灯的阳极引脚(在图2中以71表示)依次焊接在一起，实现层共阳结构，共引出8条层共阳引线，行驱动器包括有8个数据输出端，8条层共阳引线按照一一对应的方式依次接入行驱动器的数据输出端；本实施例中，LED灯包括红、绿、蓝3色阴极引脚(在图2中分别以72、73、74标识)，每种显示颜色使用一个阴极引脚，每一LED灯竖条上的同色阴极引脚依次焊接在一起，共引出8×3条行共阴引线，LED灯立方结构的每一列均设置有3个列驱动器，每一个列驱动器包括8个数据输入端，同色阴极引脚的行共阴引线按照一一对应的方式依次接入同一个列驱动器的数据输出端；

中央控制单元的信号输出端与行驱动器、列驱动器的数据输入端电联接，电源单元为中央控制单元和显示驱动单元提供工作电源。本实施例中，中央控制单元采用单片机及其外围电路(外围电路包括复位电路、时钟电路等)。具体而言是采用STM32系列单片机，该系列的单片机基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz。

本实施例中，列驱动器采用锁存器，型号为74HC573；行驱动器采用MOS管。74HC573包含八进制3态非反转透明锁存器，当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的(也即输出同步)。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。输出控制不影响触发器的内部工作，既老数据可以保持，甚至当输出被关闭，新的数据也可以置入。时钟上升沿输入有效，24块74HC573共用8个I/O口，数据可以并行写入芯片，延迟时间少，满足设计要求。

本实施例中，电源单元采用开关稳压电源电路。通过把市电经变压器降压输入电路，而后整流送到稳压器稳压输出作为工作电压。不仅功率上可以满足系统需要，而且电压范围宽，可外接7至36伏开关稳压电源，例如手机充电器等比较轻便，更加安全可靠的电源。

本实用新型的工作原理：通过STM32的PB5-PB12口输出数据代码，然后把各锁存器的片选信号送入74HC573锁存控制端，通过片选对应的芯片就可以把3D动画数据和配色数据送到LED立方体阵列显示。显示电路采用动态扫描方式进行显示时，每列有一个列驱动器，各列的同名行共用一个行驱动器。由STM32给出的行选通信号，从第一列开始，按顺序依次对各列进行扫描选通，根据锁存器的特性可以把数据锁存输出。这样就可以把八列的数据输出显示，完成列线数据的传送。另一方而，根据各列层面要显示的数据，通过MOS管来控制相应层面的电平，列与行的数据结合共同来显示动画。

本实用新型利用控制LED点阵显示的原理和控制技术，来制作控制光立方显示。通过编写程序控制不同各LED的亮灭和配色，然后根据人眼的视觉“余辉效应”，设置每幅画面的延迟时间使连续的一系列画面呈现动态。最终显示全彩3D动画效果。其中每个灯都是由层控制端和列控制端共同决定亮或灭。

本实用新型结构紧凑，制作成本较低，显示效果绚烂，能够应用于多种场合，具有较强的实用性，具有良好的推广应用价值。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.LED光立方装置，其特征在于：所述LED光立方装置包括中央控制单元、显示驱动单元、电源单元和LED灯立方结构，所述显示驱动单元包括行驱动器和列驱动器；

所述LED灯立方结构由多根垂直放置的LED灯竖条组成，一共包括有M×N根LED灯竖条，其中M为列数，N为每一列包含的LED灯竖条数目，所述LED灯竖条包括P个LED灯，因此在竖直方向上，LED灯立方结构的层数为P层，位于同一层的LED灯的阳极引脚依次焊接在一起，实现层共阳结构，共引出P条层共阳引线，所述行驱动器包括有P个数据输出端，P条层共阳引线按照一一对应的方式依次接入行驱动器的数据输出端；所述LED灯包括至少R色阴极引脚，每种显示颜色使用一个阴极引脚，所述R≥1，每一LED灯竖条上的同色阴极引脚依次焊接在一起，共引出N×R条列共阴引线，LED灯立方结构的每一列均设置有R个列驱动器，每一个列驱动器包括N个数据输入端，同色阴极引脚的列共阴引线按照一一对应的方式依次接入同一个列驱动器的数据输出端；

所述中央控制单元的信号输出端与行驱动器、列驱动器的数据输入端电联接，所述电源单元为中央控制单元和显示驱动单元提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的LED光立方装置，其特征在于：所述中央控制单元为单片机及其外围电路。

3.根据权利要求1所述的LED光立方装置，其特征在于：所述列驱动器采用锁存器。

4.根据权利要求3所述的LED光立方装置，其特征在于：所述列驱动器型号为74HC573。

5.根据权利要求1或2或3所述的LED光立方装置，其特征在于：所述M＝N＝P＝8。

6.根据权利要求1所述的LED光立方装置，其特征在于：所述行驱动器采用MOS管。

7.根据权利要求1或2或3或6所述的LED光立方装置，其特征在于：所述R＝3，即LED灯包括三色阴极引脚。

8.根据权利要求1所述的LED光立方装置，其特征在于：所述电源单元为开关稳压电源电路。