隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)光文化與光技術(shù)的要求也越來越高，二維顯示屏已無法滿足人們的需求，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了 3D 的 64 色 LED“光立方”。該光立方是一個(gè)由 LED 組成的 3D 顯示器，是一個(gè)集實(shí)際型 、經(jīng)濟(jì)型、高性價(jià)比的藝術(shù)品。光立方可以根據(jù)不同的要求展示不同的 3D 造型和圖案，具有豐富的視覺效果。它不僅僅局限于裝飾，更是能夠幫助更好的學(xué)習(xí)，可植入各種傳感器，來將各種外界的信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)顯示，應(yīng)用十分之廣泛。

　　該立方燈應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，例如可以作為各種娛樂游戲的 3D 彩色顯示屏；寫入各種炫彩動(dòng)態(tài)圖形達(dá)到裝飾效果；甚至可以用于機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)的識(shí)別處理達(dá)到控制顯示效果的目的……

　　整個(gè)系統(tǒng)分為四大模塊：硬件電路模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)模塊以及音頻信號(hào)采集模塊。軟硬件相互獨(dú)立，LED 燈電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的鎖存，然后利用 FPGA 產(chǎn)生控制信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)光立方的動(dòng)態(tài)顯示。系統(tǒng)框圖如下：

　　我們利用 MicroBlaze 嵌入式軟核產(chǎn)生每一幀的顯示數(shù)據(jù)，并按序?qū)懭?Bram 中；顯示端利用地址讀取數(shù)據(jù)，利用雙端 RAM 的特性實(shí)現(xiàn)讀與寫的獨(dú)立，從而實(shí)現(xiàn)圖像的高速刷新顯示。

　　該模塊主要由 8*8*8 個(gè) RGBLED 燈（共陰極）、3*8 個(gè) 74HC573 鎖存器、3 個(gè) 74HC138 譯碼器、2 個(gè) 74HC04 非門以及 5 個(gè) ULN2803 三極管芯片構(gòu)成。

　　3*8 個(gè)鎖存器分別用于存儲(chǔ)單層 LED 燈紅色、綠色和藍(lán)色三種顏色的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寫入通過 3 個(gè) 138 譯碼器來控制鎖存器的選通，同時(shí)寫入某行某列某種顏色的 8 位數(shù)據(jù)即可完成。共需要五位地址線及八位數(shù)據(jù)線來完成單層 RGB 數(shù)據(jù)的寫入。

　　另外，利用 138 譯碼器芯片來實(shí)現(xiàn)層選，達(dá)到動(dòng)態(tài)刷新顯示效果。最終，層選和鎖存器輸出口通過 ULN2803 開關(guān)連接到 LED 燈電路。