灯光里的三维世界

项目背景:

Led的出现,给显示行业带来了一场冲击，它低功耗、多色彩、价格低廉等优点逐渐显现，越来越广泛的应用在了各种显示设备上。在街上随处都可见led做的商业牌子，就连公交车、出租车的后面都带有led的显示装置，用来显示广告等信息，尤其是在济南泉城广场那个大的led显示屏，可以用来播放各种视频和广告，给我留下深刻印象，还有我们山大中心校区的新体育场上用到的led显示，其效果很是玄幻，所以其有很好的开发前景。

但是这些led的应用仅限于平面显示，效果没有达到最佳，现在我要做的是将led的平面显示做成立体显示。可以想象，如果将泉城广场的led平面显示屏换成立体的显示，必将使我们的泉城具有梦幻的色彩，给人耳目一新的感觉.如果用来做商业广告用的话依然是个不错的选择，这种商业品牌一定会在人的脑海里留下深深地烙印，达到品牌宣传的效果。它还可以用在教学上，尤其是那些立体几何的课程，将给学生带来直观的效果，这必将是教育事业的福音。他也可以用在歌舞厅、ktv等娱乐场所，甚至个人娱乐上等等。我相信这个一定是一种趋势，它必将有广阔的商业前景。

方案:

一.整体功能：

这个项目的整体功能是实现立体的三维显示，旨在探索一种全新的显示方案。功能如下：在一个立体的led点阵里，通过控制点阵里各像素点的亮暗情况，进而显示一幅立体图形。然后通过严格的时序控制，以及人眼的暂留效应，快速显示一帧一帧的图像，达到一种动态显示的效果。

二.系统各模块

1·扫描电路

工作原理

由于直接端口控制的话需要的I/O口数量较多，一个普通的FPGA都无法较好的实现，因此这一部分我们采用的是74LS138搭建的一个扫描电路来控制。

我们最终设计并采用的扫描电路如下图：(下图为仿真软件中的电路图)

以及相应的制作好的硬件电路板(仅是这一部分电路的电路板)如下图所示

2·显示部分的实现

工作原理

这里我们采用的与预期的一致，是一个8*8*8的LED立方体。硬件的电路的焊接全都是手工完成的。采用上述的扫描电路实现精确地对每一个LED进行控制亮灭。利用程序对此LED进行扫描，将我们需要点亮的LED部分一个管脚接高电平，一个管脚接低电平，而无需点亮的LED只需两个管脚都接地即可，通过这样的操作来实现对全部LED的控制。而适当的控制可以使这个LED点阵显示出一定的立体图形，我们正是采用了这种思想，实现了让它显示一些动态的图案，达到预期的效果。

3·FPGA部分

使用FPGA对LED的扫描进行控制，使它按照预定好的方式对LED进行扫描，进而显示一定的图案。通过时序的控制以及人眼的暂留效应，便会产生一种动态的显示效果。FPGA主要的任务就是控制时序，决定显示的内容。

4.软件思路.

我们的做法是将待显示的内容放在片内的ram中，通过时序的控制进行读取，进而实现立体显示。