随社会精神需求的提高，已得到广泛应用的物理静态的数字标牌已经不能满足市场需求，市场对更多创新形式的数字标牌需求量越来越大。针对数字标牌多样化需求，通过将机械、控制、计算机与多媒体等多学科支撑技术交叉融合，研究设计了物理动态数字标牌。通过数字标牌主流产品形式市场调研基础上，本论文首先分析了数字标牌的发展趋势及关键支撑技术，提出了一种多自由度转动数字标牌的系统方案，并进行了系统级层次划分以方便进行各子系统的研究与设计；针对物理运动，设计了三种传动系统，进行了分析与对比，并确定最佳方案。然后，针对控制系统进行了方案研究与分析，建立了上位机、CAN通讯及下位机的总体控制方案，上位机用于人机交互，下位机用于运动控制，CAN通讯建立上位机与下位机联系。最后，针对三自由度转动数字标牌控制特点，研究了硬件设计电路的关键电路，分析了关键算法，并基于dsPIC33F系列的单片机进行了控制状态变化与运动控制算法的设计实现。依据研究结果及设计方案，系统阐述了设计方法，并对关键电路及关键算法实现进行了详细阐述与分析。通过将各子系统进行联合调试，获得了较好的效果。实践表明，设计的三自由度转动数字标牌能可靠的配合多媒体播放进行指定的动态运动，具有运动灵活、稳定，正确配合多媒体播放等特点，得到单位使用,并得到认可。