一种动态LED显示玩具 本发明属于一种利用动态LED显示技术显示文字、图像的电子玩具。
涉及动态LED显示技术的装置国内外都有报道，例如中国实用新型专利“列发光双动态显示装置”(专利号99208216.1)，“列阵光源往返运动成像显示屏”(专利号：98209601.1)，“旋转式电子发光管显示屏幕”(专利号：96229136.6)，“流光式图文显示装置”(专利号：96218972.3)，“棒挥动成像显示装置”(专利号：95219149.0)。这些装置所涉及的动态LED显示技术的原理其实就是利用人眼的“视觉残留”现象，将一列LED发光二极管快速移动，并在移动中产生行扫描以形成文字、图像。
把动态LED显示技术利用到玩具中的有中国实用新型专利“空中显像棒”(专利号：97218283.7)。它把多个LED发光二极管排成一列，做成条状。LED发光二极管条的下面有一个手柄。当手持该“空中显像棒”在空中挥动时，便在空中产生图像。
作为一种动态显示玩具，静止状态下是无法看到所显示的内容的，也就是说当玩者想要改变所显示内容时，他无法在操作的同时看到他想要显示的内容，他只能在操作完成后挥动或旋转该玩具，看看所显示的内容是否就是他所想要的。即便如此，由于视角的原因，玩者本人也不能很清楚地看到所显示的内容。这就给玩者带来了不便。另外，作为玩具，单纯的显示也显得太单调。
本发明的目的是提供一种带有与显示内容相关的背景声，并能通过背景声直接判断所显示内容的动态LED显示玩具。
本发明是这样实现的，它主要包括：外壳、电源、微控制器MCU、存储器MEM、驱动元件(3)、LED发光二极管条(4)、发声元件(5)、频率调节电阻R1、音频放大元件(6)以及按键(7)。在存储器MEM中有图文信号存储单元(1)和声音信号存储单元(2)，它们分别存储一个或多个图文信号和与之相关的声音信号。图文信号可以是图像，也可以是文字组成的语句；声音信号可以是与对应的图文信号相关的背景音乐、语音或模拟自然声。在微控制器MCU上有图文信号输出端口(8)和音频信号输出端口(9)。微控制器MCU复位位置指向编写图文信号1和声音信号1的程序起始位，此时，微控制器MCU分别从图文信号输出端口(8)、音频信号输出端口(9)给出图文信号1和声音信号1，其中图文信号1经驱动器(3)产生相应地脉冲电流驱动LED发光二极管条(4)按程序闪烁(参见附图二)，此时只要把LED发光二极管条(4)在与其排列垂直的方向上快速移动，就可看到留在空中的图象或文字；与此同时，声音信号1经与音频信号输出端口(9)相连的音频放大元件(6)放大后，驱动发声元件(5)产生相应的声音。按键(7)可以产生触发信号使微控制器MCU将指针依次指向编写有图文信号2和声音信号2的程序起始位、图文信号3和声音信号3的程序起始位……
本发明从结构上看可以做得很简单，例如存储器MEM、微控制器MCU、以及驱动器(3)可以集成在一片专用集成电路芯片ASIC中；该专用集成电路芯片ASIC还可以只是一个时序控制芯片，也就是说在微控制器MCU中的诸如加法器、乘法器这样的不必要的单元可以被删掉。为方便调控微控制器MCU片内震荡器OSC的震荡频率，可以将频率调节电阻R1移动到芯片外。这样，通过改变该电阻的阻值就可以改变与之相连的片内震荡器OSC的震荡频率。
在本发明所涉及的产品中还可以加入声音控制装置，例如在微控制器MCU的音频信号输出端口与音频放大元件(6)之间安放一个电位器或开关，这样可以在不影响图文显示的情况下控制所发出的声音的音量或关掉声音。
本发明在显示图象、文字的同时还发出相关的背景声，不仅增加了趣味性，更重要的是使玩者不用看，只要听到声音就知道所显示的内容，大大简化了操作；通过改变频率调节电阻R1的阻值可以改变震荡频率，使背景声的音调以及图文的显示频率相应地发生变化，从而进一步增加了可玩性。
附图一是本发明的原理图。
附图二是用16个LED发光二极管按16×16点阵扫描出汉字“好”时，从图文信号输出端口给出的驱动电流脉冲信号电平图。
附图三是一种能显示16×16点阵汉字的旋转式动态LED显示、发声玩具的结构图。
下面以附图三所显示的玩具为例，对本发明作进一步描述。
该玩具包括垫片(10)、手柄(11)、外壳下部(12)、电池盒(13)、电源开关(14)、选择按键(15)、调频旋钮(16)、LED发光二极管条(17)、LED发光二极管条支架(18)、印刷电路板(19)、压电陶瓷片(20)、外壳上部(21)、转轴(22)以及插销(23)。
印刷电路板(19)上有一片专用集成电路芯片ASIC、一个可调电阻和一个三极管；LED发光二极管条(17)固定在LED发光二极管条支架(18)上，上面依次排列着16个LED发光二极管；专用集成电路芯片ASIC上的16个具有直接驱动LED发光二极管能力的图文信号输出端口分别与排列在LED发光二极管条(17)上的16个LED发光二极管的阴极相连，16个LED发光二极管的阳极连接在电池盒(13)的正极上；专用集成电路芯片ASIC上的另一个输出端口——音频信号输出端口与印刷电路板(19)上的一个三极管的基极相连，从音频信号输出端口给出的音频信号经该三极管放大后传送给压电陶瓷片(20)；调频旋钮(16)其实就是印刷电路板(19)上的一个可调电阻上的旋钮，该可调电阻与专用集成电路芯片ASIC内的震荡器OSC相连并可改变震荡器OSC的震荡频率。
在专用集成电路芯片ASIC的片内ROM中，分别写入了用来显示10句汉字常用语及与之相关的背景音乐的程序。例如：
“生日快乐”——《祝你生日快乐》乐曲
“新年好”——《新年好》乐曲
……
“中国万岁”——《我爱北京天安门》乐曲
当打开电源开关(14)，专用集成电路芯片ASIC的图文信号输出端口便按程序安排，给出驱动LED发光二极管条(17)显示汉字“生日快乐”的脉冲电流并驱动LED发光二极管条(17)按程序闪烁，与此同时，专用集成电路芯片ASIC的音频信号输出端口给出《祝你生日快乐》乐曲的音频信号，经与之相连的三极管放大后驱动压电陶瓷片(20)发出《祝你生日快乐》乐曲声。此时只要旋转该玩具，就能在《祝你生日快乐》的乐曲声中看到产生在空中的“生日快乐”字样。
每次按下选择按键(15)都会在专用集成电路芯片ASIC的一个输入端口上产生一个触发信号，专用集成电路芯片ASIC的输出端口便依次给出驱动LED发光二极管条(17)显示汉字“新年好”……“中国万岁”的脉冲电流，以及《新年好》……《我爱北京天安门》乐曲的音频信号。通过调频旋钮(16)还可以改变正在放出的乐曲声的音调。