也谈POV旋转LED制作，经验及技术点。

      最近玩上了单片机，看到网上的大牛们制作的旋转LED，心痒不已，决定自己也做一个。由于白天需要上班，很忙，只能晚上捣鼓捣鼓，所以经过近1个月的折腾，才终于大功告成，将历程和经验写下来，一是做个记录以备自己日后回味，二是分享一下，希望有缘的朋友看到，能够帮到你。

      先上个成品图：

    

    支持最多15个汉字滚动显示。。。支持钟表显示，两种状态轮流。

    支持上位机一键修改文字和时间，专门用VC写了一个小软件：

    

     好了，下面是设计思路和制作过程：

    采用STC15FK60S2，24M内部振荡，外围芯片一个DS1302时钟芯片，一个MBI5026 LED驱动，DS1302这个芯片就不多说了，网上资料很多，MBI5026这个东东好，支持16路LED横流输出，通信和Enable/Disable总共只需要4个IO口，正适合旋转LED的制作。转动用的旧硬盘拆下来的硬盘电机，这玩意儿液态轴承，无刷直流，转速够高，关键是静音。

    整个项目难点有以下几个：

    一、硬盘电机驱动。我用的是DRV11873，这个芯片也是好东东，几个简单的外围元件，就能驱动BLDC（三项无霍尔直流无刷电机），支持PWM输入调速，如果不给定PWM信号，默认以最高速转，本来我就是以最高速驱动的，但是发现转速太高的话，很难控制单片机中断，因为转一圈耗费的时间太短了，还要把每一圈分成几百个个点用来驱动LED，这样中断处理就必须更短，难。只好再加一个NE555做PWM信号输出，用电位器调整占空比，让电机转速降下来。

    二、无线供电。因为电路板一直在转，所以供电就比较麻烦了。网上搜了很多资料，都不太尽人意，后来把搜索关键字从“无线供电”改成“无线充电”，靠，居然有现成的芯片可用——XKT-510！看看中文资料，里面居然带10几套典型应用电路，哈哈，就是它了。就是线圈自己绕起来比较麻烦，后来某宝定制了2个，加运费画了20大洋。

    三、转速自适应。先说一下转速的检测，我用的是一对分体式红外线对射开关，加上拉电阻后直接接到单片机的外部中断0口，用来判断是否转了一圈，主要起到定位的作用。硬件搭建好之后，写的第一个版本的软件，是不带转速自适应的，完全靠延时，这样很不好，呵呵。转速一变，字的宽度就会变，搞不好还会乱，钟表显示起来就更不好了，没法准确的画60个刻度。网上搜了n久，只看到有个大神用自行车做的旋转LED，他把定时器弄的比较小，然后判断一圈中断了几次，然后除以要显示的位置个数，来定位，本来想借鉴他的方法，但不行，因为我虽然降低了硬盘的转速，但比他的自行车转速还是要高n多倍的，太小的定时器会增加CPU负荷，CPU拿出更多的时间处理中断，就有更少的时间做正事，会降低效率。后来灵光一现，用的自创的方法：用两个定时器（我用的定时器0和定时器3，因为定时1用到串口了，定时器2也用了，一会儿再讲），定时器3只是用来计时，不用来来产生中断，设置定时器3的初值为0，12T模式，这样24M下大概32毫秒左右才会中断吧，关键是，在红外开关检测到转了一圈的中断处理中，将他再次置0，事实上，转一圈根本不需要32毫秒那么久，也就是说，这个定时器的中断原则上永远不会被触发。为什么这么做？？嘻嘻，其实这里用了一个比较巧妙的办法，看不懂的话，需要复习一下定时器初值的计算：在INT0处理中（红外开关），先暂停定时器3，然后看看它的TH和TL的值是多少，也就是转一整圈跑过的计数，用0xffff减去这个数，就是跑一圈需要的时间计数，再除以你要显示的列数，得到数再用0xffff减，就是你定时0应该设定的初值，这样，转一圈，定时器0刚好会中断n次，n就是你要的次数。

     四、钟表显示。其实这个显示是没有难度的，用上面的方法，让定时器0转一圈刚好中断60次，然后画出刻度、时针、秒针、分针，难点在于DS1302速度很慢，每次中断都去读时间的话，会来不及。采取了这样的方法，由于文字显示和钟表显示交替进行，所以只在交替时读取一次当前时间，然后用定时2，每隔20毫秒中断一下，这样中断50次后去增加秒针计数，判断秒是否大于59，随即根据情况增加分针和时针计时，这样既保证了时间的准确性（每次状态切换都会重新从DS1302读数，相当于校正时间），又确保了高转速下的时钟的显示。

     五、上位机改字及文字保存。上位机软件用VC写的，将HZK16汉字库作为资源链接到程序中，解析文字时，先将文字转换为ANSI编码（程序用UNICODE编译），然后根据区吗和位码计算字模在汉字库的偏移（每个汉字16*16点阵，就是32字节），lock一下HZK16资源，指针+偏移量，就是字模了。由于选择LED按列显示，所以要稍微做一些处理，就是按列扫描，最后形成字模数据，发送给单片机（关于HZK16字模的计算方法，请自行百度）。单片机上，使用STC内置的EEPROM，有两个扇区，一个扇区512字节。由于扇区的写入前必须要擦除，但擦除只能按扇区进行，所以，干脆只使用其中的一个扇区。其中，前两个字节固定用来存储文字的长度，其实是字模的列数，便于显示时计算，之后就是字模数据了。这样，总共可以支持（512-2）/32=15个汉字。

     六、动态平衡。就是确保让整个电路板转起来后平衡，一边重一边轻的话，震动会很厉害。其实我觉得这个才是最难的，因为它不像软件上的困难，可以通过一些技术技巧来解决，这个解决起来很麻烦。我采用了下面的办法：用细绳将电路板吊起来，两次后可以大概确定重心，然后自己估摸着增加配重，不是很准确，但也没有别的好办法。最后整个电路板转起来还是有点震动，嫌麻烦懒得再去细调了。哪位大神如果有这方面的技巧或者好办法，请一定告诉我。谢谢。

    接下来，就开始说说原理和制作过程了：

   原理图：

    这个是转动部分的原理图：

    底座的原理图：

  

   所有的元件封装都是自己弄的。PCB图：

  

需要说明一下：

   原来设计时，无线供电接收部分采用7805稳压，结果发现效果不太好，当16个LED一起全亮时，电压就不够了，后来参考XKT510的资料，用了他推荐的接收电路，但PCB那时候已经让打样的给做好了，也没有修改，直接将做好的电路板用502粘上了。。

   电路板成品图：

  

装配好的图：