光立方设计原理

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， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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 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。 1.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。 2.等待时间 t。 3.熄灭第一层，开始向 74hc595 中传输第二层的数据，锁存，开启第二层总控制 开关，点亮第二层。 4.等待时间 t。 .......
黎明途电子
一.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们不得不将他继承给 MT10。并且在 MT10 版本 APP 上实现了 WIFi 链接。音乐解码采用的蓝牙 4.0 音乐解码芯片。通过对软件的整 合实现了一部手机双蓝牙同时链接，这一项看似不可能的顶级配置。
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