Arduino 发光爱心相框 DIY：TLC5940 驱动 32 灯珠动画教程

项目简介

这款 Arduino 爱心相框平时是普通相框，拨动背部开关瞬间变身浪漫灯光秀。32 颗红色 LED 排成爱心，由两片 TLC5940 16 通道 LED 驱动芯片配合 Arduino Nano 控制，内置 9 种灯光动画模式，是情人节、生日、纪念日的绝佳手作礼物。

相框前期准备

1. 准备 18×13cm 普通相框一只，裁剪同尺寸纤维板作底板。
2. 绘制 32 颗 LED 爱心排布图，打印贴于纤维板，按位钻孔（建议 5mm 钻头）。



3. 插入 LED 时统一朝向：长脚（阳极）朝外，便于后续并联焊接。



4. 焊接完成后，用 5V 经 220Ω 电阻逐个测试 LED 是否正常发光。

电路原理图

核心元件：Arduino Nano + 2× TLC5940。TLC5940 提供 16 通道 12bit PWM 恒流驱动，两片级联共控 32 通道。去耦电容（1µF + 0.1µF）靠近芯片电源引脚放置。

元件清单

• Arduino Nano
• 超高亮红色 LED ×32
• TLC5940 LED 驱动芯片 ×2
• 2kΩ 电阻 ×2（TLC5940 电流设定）
• 1µF 及 0.1µF 去耦电容各 2
• 拨动开关、DC 电源插座
• 5V/1A 以上电源适配器

电路板组装与调试

1. 万用板焊接 IC 座、排针、电容、电阻，预留电源、信号排针。



2. 接线繁多，建议分色导线并逐根对照原理图核对。
3. 焊接完成前上传测试代码，确认 32 通道全亮无误后再封装。

Arduino 代码详解

使用 Alex Leone 的 Tlc5940 库，需修改库文件夹下 tlc_config.h 中 NUM_TLCS 为 2。代码采用状态机结构，9 个阶段循环播放不同灯光秀：

• Stage 1：随机点亮 8 颗 LED
• Stage 2：逐颗顺序点亮全亮
• Stage 3：全亮闪烁 7 次
• Stage 4：两端向中间汇聚/展开
• Stage 5：跑马灯式单点移动
• Stage 6：整体呼吸渐变
• Stage 7：奇偶交替闪烁
• Stage 8：双向流星拖尾
• Stage 9：单向流星拖尾后全亮定格

/* LED Heart Photo Frame - Arduino Project
 * 作者：Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
 * TLC5940 库：Alex Leone, https://code.google.com/archive/p/tlc5940arduino/
 * 需修改 tlc_config.h 中 NUM_TLCS = 2
 */
#include "Tlc5940.h"

int stage = 0;
int randomNumber;
int count = 0;
int brightness = 3500;
int brightUp = 50;
int dir = 1;

void setup() {
  Tlc.init();
}

void loop() {
  switch (stage) {
    // Stage 1: 随机点亮
    case 0:
      randomNumber = random(0, 32);
      Tlc.set(randomNumber, 4095);
      delay(1500);
      Tlc.update();
      if (count >= 8) { stage = 1; count = 0; } else { count++; }
      break;

    // Stage 2: 顺序全亮
    case 1:
      delay(75);
      for (int i = 31; i >= 0; i--) {
        Tlc.set(i, 4095); delay(100); Tlc.update();
      }
      delay(500); Tlc.clear(); Tlc.update(); stage = 2; delay(500);
      break;

    // Stage 3: 全亮闪烁
    case 2:
      for (int i = 0; i <= 31; i++) Tlc.set(i, 4095);
      Tlc.update(); delay(500);
      Tlc.clear(); Tlc.update(); delay(350);
      if (count > 6) { stage = 3; count = 0; } else { count++; }
      break;

    // Stage 4: 两端汇聚
    case 3:
      for (int i = 0; i <= 15; i++) {
        Tlc.set(i, 4095); Tlc.set(31-i, 4095); Tlc.update(); delay(70);
      }
      delay(50);
      for (int i = 15; i >= 0; i--) {
        Tlc.set(i, 0); Tlc.set(31-i, 0); Tlc.update(); delay(70);
      }
      for (int i = 15; i >= 0; i--) {
        Tlc.set(i, 4095); Tlc.set(31-i, 4095); Tlc.update(); delay(70);
      }
      for (int i = 0; i <= 15; i++) {
        Tlc.set(i, 0); Tlc.set(31-i, 0); Tlc.update(); delay(70);
      }
      delay(50); Tlc.clear(); Tlc.update(); delay(100);
      if (count > 1) { stage = 4; count = 0; } else { count++; }
      break;

    // Stage 5: 跑马灯
    case 4:
      for (int i = 15; i >= count; i--) {
        Tlc.set(32-i, 4095); Tlc.update(); delay(5);
        Tlc.set(32-i-1, 0); Tlc.update(); delay(5);
        Tlc.set(i, 4095); Tlc.update(); delay(5);
        Tlc.set(i+1, 0); Tlc.update(); delay(50);
      }
      if (count > 15) { Tlc.set(16, 4095); Tlc.update(); delay(2000); stage = 5; count = 0; }
      else { count++; }
      break;

    // Stage 6: 呼吸渐变
    case 5:
      for (int i = 0; i <= 31; i++) { Tlc.set(i, brightness); Tlc.update(); }
      brightness += brightUp;
      if (brightness >= 3500) { brightUp = -50; count++; }
      if (brightness <= 150) { brightUp = 50; }
      if (count > 6) { stage = 6; count = 0; brightness = 3500; Tlc.clear(); Tlc.update(); }
      delay(40);
      break;

    // Stage 7: 奇偶交替
    case 6:
      for (int i = 0; i <= 30; i+=2) { Tlc.set(i, 4095); Tlc.set(i+1, 0); } Tlc.update(); delay(500);
      for (int i = 0; i <= 30; i+=2) { Tlc.set(i, 0); Tlc.set(i+1, 4095); } Tlc.update(); delay(500);
      if (count > 20) { stage = 7; count = 0; } else { count++; }
      break;

    // Stage 8: 双向流星
    case 7:
      for (int i = 31; i >= 16; i--) {
        Tlc.clear(); Tlc.update(); delay(2);
        Tlc.set(i, 4095); Tlc.set(i+1, 2000); Tlc.set(i+2, 1000); Tlc.set(i+3, 500);
        Tlc.set(i+4, 300); Tlc.set(i+5, 200); Tlc.set(i+6, 100); Tlc.set(i+7, 50); Tlc.set(i+8, 0);
        Tlc.set(i-16, 4095); Tlc.set(i-15, 2000); Tlc.set(i-14, 1000); Tlc.set(i-13, 500);
        Tlc.set(i-12, 300); Tlc.set(i-11, 200); Tlc.set(i-10, 100); Tlc.set(i-9, 50); Tlc.set(i-8, 0);
        Tlc.update(); delay(50);
      }
      if (count > 8) {
        for (int i = 31; i >= 0; i--) { Tlc.set(i, 4095); Tlc.update(); delay(50); }
        stage = 8; count = 0;
      } else { count++; }
      break;

    // Stage 9: 单向流星后全亮
    case 8:
      for (int i = 31; i >= 0; i--) {
        Tlc.set(i+8, 4095); Tlc.set(i+7, 2000); Tlc.set(i+6, 1000); Tlc.set(i+5, 500);
        Tlc.set(i+4, 300); Tlc.set(i+3, 200); Tlc.set(i+2, 100); Tlc.set(i+1, 50); Tlc.set(i, 0);
        Tlc.update(); delay(50);
      }
      for (int i = 31; i >= 0; i--) { Tlc.set(i, 4095); } Tlc.update(); delay(10);
      if (count > 8) { delay(8000); Tlc.clear(); Tlc.update(); stage = 0; count = 0; }
      else { count++; }
      break;
  }
}

封装与完成

1. 热熔胶固定 LED 于纤维板背面。
2. 用 4 块纤维板搭建电子仓盒盖，热熔胶粘合。



3. 接通开关与电源插座导线，放入相片，整体固定于相框。

项目完工！可自行修改代码增加更多动画模式。疑问欢迎评论区交流。