光立方原理图

光立方设计原理

黎明途电子 一.光立方原理 你的思维有多宽,光立方的动画就有多多。我猜想大家做光立方都是为了能 随性所欲的控制每一个灯珠,来实现自己想的一些精美动画。那么,让我们从光立 方的原理开始入手。一讲到原理,估计很多同学就头痛了。这里借鉴在网上找的 一些资料来帮助大家理解光立方的原理。先从点阵的点亮原理说吧,如图所示 这是一张led 的点阵图,如果我们想要点亮任意位置的led,我们只要在该位置 led所使用的列线接地,行线接上+V即可。 学过单片机的朋友,都知道数码管是怎么点亮的,其中有位选和段选之分, 通过扫描来实现所有数码管能正常工作以实现我们想要的数字。 点阵也一样,尽管是8*8的点阵,如果我们让整体能随意显示图案,那也需 要用动态扫描的方式来实现,否则无法实现对其精准的控制。所谓动态扫描,就是说我们一次只能让一行排或者一竖排的灯亮。每次只能这么点亮,8次为一个周期,从 左至右依次点一次,那么循环起来,我们看到的就是完整的图像了。

在这里,一共有8层。 想必大家对光立方的连接已经有了一定的了解,纵向一束的负极性引脚是要连在一起, 而横向一层的正极性角连在一起。从扫描的角度去说,那一次也只能够点亮一层。 这里光立方的一层有64个灯,我们想成之前那个8*8的平面点阵。光立方的每一层虽然有64个灯,但是我们会有64跟线分别连接到这些灯上,从而实现一次性的对64个灯进行控制。我们将一个立体画面从下往上分为8层,每次扫面一层这样一副画面就完成了。通常单片机引脚较少,我们采用74hc595芯片进行拓展(74hc595原理请参考595用户手册)。下面来一张电路图,此图是用595进行拓展的。 (这张图是模块原理图的截图,接线不是很清晰,可以参考原理图) 在图中,数据通过串行的方式,分别传送到每一个 74hc595中,再内部控制器储存这些数据,从而实现一层64个灯同时的点亮。 描述一个固定画面的显示,需要硬件执行8次扫描的过程。 1.将第一层64个点的数据传入8个74hc595中,控制uln2803层控制芯片打开第 一层开关,使第一层点亮,这个时候,其他层是灭的。 2.等待时间t。 3.熄灭第一层,开始向74hc595中传输第二层的数据,锁存,开启第二层总控制 开关,点亮第二层。 4.等待时间t。 .......

8x8x8的光立方设计

《单片机技术》课程设计说明书 8*8*8的光立方 学院:电气与信息工程学院 学生姓名: 指导教师:职称讲师 专业:电气工程及其自动化 班级: 学号: 完成时间:2015年07月

摘要 光立方不仅可以像发光二极管点阵一样显示平面的静态或动态画面,还可以显示立体的静态或动态画面,打破了传统的平面显示方案。同时又增加了显示的花样和立体图案显示效果,可以广泛用于传媒信息显示和各种装饰显示,为将来显示技术的进步和发展指导了方向,光立方显示比发光二极管点阵更具有视觉效果,而且画面图案更加非富多彩。 本设计包括硬件系统的设计和软件系统的设计。其中硬件系统包括核心控制器AT89S52单片机;驱动电路模块:ULN2803作为层驱动,74LS573作为行驱动和列驱动;时钟信号电路模块:采用普通晶体时钟源,其中晶体用12MHZ的石英晶振;显示模块:由512个发光二极管组成;供电模块:使用5V移动电源作为供电电源;键盘模块:由四脚按键组成。软件系统包括系统监控程序模块,光立方显示程序模块,键盘程序模块。通过软件编程控制数据下载到单片机完成设计图案的显示。软件采用自上而下的模块化设计思想,使系统朝着分布式、小型化方向发展,增强系统的可扩展性和运行的稳定性。 关键词: AT89S52单片机;74HC573锁存器;8×8×8LED显示;ULN2803

目录 1 设计要求与方案 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3 设计方案 (1) 2 光立方的工作原理 (2) 2.1 模块简介 (2) 2.2 工作原理 (3) 3 方案选择 (4) 3.1 电源的选择 (4) 3.23D显示核心控制器 (4) 3.3I/O口扩展芯片的选择 (5) 3.4LED发光二级管 (5) 4 硬件整体设计概述及功能分析 (7) 4.1 系统概述 (7) 4.2 单片机简介 (8) 4.3 时钟电路设计 (8) 4.4 复位电路设计 (9) 4.574HC573芯片介绍 (9) 4.6 ULN2803芯片介绍 (10) 5 硬件电路设计 (11) 5.1 硬件电路元件分布图 (11) 5.2 LED灯焊接方法 (11) 5.2.1 焊接前准备工作 (11) 5.2.2 焊接 (11) 5.3 整体实物图 (12) 6 主程序设计 (14) 6.1 程序流程框图 (14) 6.2 显示程序的设计 (15) 7 设计结果分析 (16)

光立方制作常见问题(光立方使用教程)

光立方制作常见问题 1、问:led面与面正极连接到最后一面的正极怎么连接? 答:剪掉最后一面led正极就可以了。 2、问:怎么连接音乐? 答:用我们用的音频线连接手机或者电脑输入音乐,光立方要调到音乐模式(开机后先按K1键,再按K4键进入音乐模式),如果光立方动画没有跟着音乐闪,可以调节输入音量的大小,观看光立方的变化。 3、问:为什么光立方不能播放音乐? 答:光立方本身是不带音乐的,有音乐频谱功能,用手机输入音乐,外接音箱就可以了。 4、问:为什么音乐输出有杂音? 答:光立方需要的电流比较大,灯亮得比较多的时候,需要很大的电流,会影响到音频的信号,使用2A电源供电就可以解决问题了。 5、问:上位机怎么用? 答:上位机功能是使用上位机软件在电脑上操控光立方,连接步骤:(1)、连接下载器,用四个杜邦线连接到光立方对应的接口上(把鼠标放在计算机图标上右键点管理,在里面可以看到下载器的端口) (2)、光立方调到上位机模式(开机先按K1键,再按K2键进入上位机模式)(3)、打开上位机软件

下载器与光立方的连接线: GND 接 GND 5v或者VCC 接 5v或者VCC RXD 接 RXD TXD 接 TXD 由于光立方的电流会影响到下载器,所以5V那条线不用接,直接用电源线供电,下载的时候单片机需要冷启动( 意思就是单片机需要断电后再重新上电才能下载),把电源开关当做冷启动就行,下载器连接好到,需要断开开关再 重新上电就可以下载了,上位机的连接方法一样(不用冷启动,不用拨电源线再插上),用电源线直接供电就行。 6、问:测试主板的时候有灯常亮或者不亮是什么问题? 答:主板焊接问题,请重新加锡焊接下对应的贴片芯片就可以了,不清楚焊接哪个芯片的话,麻烦看资料里面的原理图。 7、问:光立方全部制作好了,之前使用好好的,现在发现有一层的灯跟着其它层一起亮,其它层亮的时候那一层也跟着微亮是怎么原因呢? 答:那一层有哪个灯坏了,找出那个灯换掉就可以了。查找方法:(1)看那层有没有灯不亮的或者亮得不一样的,如果有把它换掉就可以了(2)如果没有第一种情况,那就用拔除法查找,先一排一排的拆掉那一面的正极,每拆一排的时候都要测试还有没有之前那种情况。 8、问:光立方自动死机重启,只运行到一点动画就重启了,重新上电也一样,是不是程序有问题啊? 答:亲不用当心,这不是程序问题,这是电源供电问题,请换一个2A电流电源供电就可以(用电脑供电电流达不到要求)

基于单片机的光立方设计

XXXX大学本科课程设计 题目:基于单片机的光立方设计姓名: 学号: 院(系): 专业、年级: 指导教师: 二○XX年X月

一、设计任务 在当今信息化社会的高速发展过程中,大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。新型的大屏幕要求显示画面色彩鲜艳,立体感强,静如油画,动如电影,这些设计广泛应用于交通运输、车站、商场、医院、宾馆、证券市场、工业企业管理等公共场所。本设计旨在利用人眼视觉暂留的特点,通过AT89C52单片机控制一个由64盏LED灯组成的四层光立方模拟3D显示效果,实现三维显示。 该光立方具有以下功能: 1)能单独点亮每一个LED灯; 2)能点亮任意一条线上的LED灯; 3)能同时点亮任意一个面上的LED灯; 4)能同时点亮所有的LED灯; 5)能让LED灯自由亮灭,产生不同的显示效果。 二、设计方案 1、单片机资源分配情况 将LED光立方分成4层,分别由单片机的P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,四个IO 口来控制每一层,由于采用的是共阳极所以当层电位为高电平有效,由P0口和P1的总共16个IO口来控制每层的16盏灯,低电平有效,P0口加上拉排阻。这样就可以通过控制IO口的输出电平来控制每盏灯的亮灭。 2、系统框图 本系统主要由时钟电路、复位电路、LED光立方电路组成;时钟电路和复位电路作为单片机输入,LED光立方电路作为单片机输出,显示出控制结果如图2- 1所示。 时钟电路:单片机的各个功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准,一拍一拍的工作。因此时钟频率直接影响单片机的速度,时钟电路的质量也直接影响单片机系统的可靠性和稳定性。常用的时钟电路设计为内部时钟方式,单片机内部有一个由反向放大器构成的振荡电路,芯片上的XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入和输出端。只要在这两个引脚上接一个石英晶体振荡器和两个微调电容就构成内部方式的振荡器电路,由振荡器产生自激振荡,便构成一个完整的振荡信号发生器。 复位电路:通过某种方式,使单片机内部各类寄存器的值变为初始状态的操作称为复位,复位主要通过外部电路实现。常见的复位电路包括上电复位、手动

3D8光立方制作

3D8光立方制作 目录 一、摘要 (1) 二、关键字 (1) 三、引言 (2) 四、正文 (2) (一)、主要元件介绍 (3) 1、STC12C5A60S2 (3) 2、74HC573 (3) 3、ULN2803 (4) (二)、工作原理 (5) 1、驱动模块原理 (6) (三)、元器件选择 (7) (四)、制作、调试 (8) 1、制作 (9) 2、调试 (11) 五、结束语 (13) 六、参考文献 (12) 七、附录(程序) (13)

光立方 一、摘要: 本设计采用8*8*8 的模式,硬件主要分为三个模块:主控模块、驱动模块、显示模块。采用的主控芯片为STC12C5A60S2 芯片,驱动电路是采用我们常用74HC573数字芯片。数组 OUT[0]代表光立方从第一层 D0 到第八层 D0 的数据,以此类推数组 OUT[1] 代表光立方从第一层 D1 到第八层 D1 的数据。本设计采用C语言编程,利用单片机控制LED的亮灭,采用延时控制LED亮灭时间,最终使得整个立体展现不同的造型和图案,使其变得美轮美奂、绚丽多彩。 二、关键字: LED光立方,74HC573,STC12C5A60S2,ULN2803 三、引言: 光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成的,在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世,这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首,自从国庆60周年联欢晚会开始演练后,一个全新的名词“光立方”,吸引了全国人民的关注。国庆联欢晚会三样法宝,光立方为最,“光立方”在气势和整体感觉上,融合了北京奥运会开幕式“击缶而歌”和“活字印刷”的风格,而各种图案则与贯穿奥运会开幕式的“画卷”有异曲同工之妙。“光立方”可以根据爱国歌曲的不同内容,展示不同的造型和图案,具有丰富的视觉效果。 四、正文 (一)主要元件介绍: 1、STC12C5A60S2 STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制,强干扰场合。 1)增强型8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,指令代码完全兼容传统8051 2)工作电压:STC12C5A60S2系列工作电压:5.5V- 3.3V(5V单片机) 3)工作频率范围:0 - 35MHz,相当于普通8051的 0~420MHz 4)应用程序空间8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字节 5)片上集成1280字节RAM 6)外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿 中断的PCA模块,Power Down模式可由外部中断唤醒,INT0/P3.2,

光立方讲解

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题记:本人刚毕业的学生兼职做DIY小东西,看到这个比较漂亮就多做了几套 兼职。提供技术支持,可在旺旺上询问,或者加QQ。网上看到很多都是光立方的例子,这里首先声明,本程序并非自己独立编写。是从网上copy 下来,修改。代码比较长,第一次下载下来的时候,很多程序都是残缺程序,有些人随意更改一些语句导致不能正常运行。下面就让我来教大家一起来做光立方。 一、光立方原理 你的思维有多宽,光立方的动画就有多多。我猜想大家做光立方都是为了能随性所欲的控制每一个点,来实现自己想的一些精美动画。那么,让我们从光立方的原理开始入手。一讲到原理,估计很多同学就头痛了。这里借鉴在网上找的一些资料来帮助大家理解光立方的原理。先从点阵的点亮原理说吧,如图所示 这是一张led的点阵图,如果我们想要点亮任意位置的led,我们只要在该位置led所使用的列线接地,行线接上+V即可。 学过单片机的朋友,都知道数码管是怎么点亮的,其中有位选和段选之分,

通过扫描来实现所有数码管能正常工作以实现我们想要的数字。 点阵也一样,尽管是8*8的点阵,如果我们让整体能随意显示图案,那也需要用扫描的方式来实现否则,无法实现对其精准的控制。所谓扫描,就是说,我们一次只能让一行排或者一竖排的灯亮。每次只能这么点,8次为一个周期,从左至右依次点一次,那么循环起来,我们看到的就是完整的图像了。 在这里,一共有8层,想必大家对光立方的连接已经有了一定的了解,纵向一束的某根引脚是要连在一起,而横向一层的另一根一角连在一起。从扫描的角度去说,那一次也只能够点亮一层。为什么这么说呢?这里光立方的一层虽然有64个灯,但不要想成之前那个8*8的平面点阵,一般情况下,8*8的平面点阵需要进行一个周期的扫描,才能将图像映像到点阵上,而我们的光立方,因为纵向需要扫描所以横向不允许再去做扫描,那样会影响到亮度以及效,率,更影响成像效果。 所以一般情况下,光立方的每一层虽然有64个灯,但是我们会有64跟线分别连接到这些灯上,从而实现一次性的对64个灯进行控制,通常单片机引脚较少,一般将采用74hc573,74hc595等芯片进行拓展。 下面来一张电路图,此图是用573进行拓展的。 (这张图是从网上copy的,接线比较清晰,不是本人做的原理图)

光立方电路原理图

7:C3 p1^2 ST B08 RCK 6:C1 p1^1 SH B09 SCLK 5:C2 p1^0 DS B10 SI

8:C4 5V 7:C3 p1^2 ST B08 RCK 6:C1 p1^1 SH B09 SCLK 5:C2 p1^0 DS B10 SI 4 3:GND 2 1:7V Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F G H 这是用595的电路,材料清单如下: 1:8个74HC595(封装为DIP—16); 2:2个74HC04(封装为DIP—14); 3:2个30PF的瓷介电容;一个10UF的电解电容;一个220UF的电解电容; 4:一块89C516(单片机); 5:每个芯片配套的座子; 6:24或者12MHZ的晶振; 7:1个1K,1个10K(都是碳膜电阻); 8:一个按键开关,3个按键; 9:最好买600个灯,因为焊接的时候可能会损坏(颜色随便你自己选择); 10:你可以考虑买4个铜柱; 备注:上面的3个按键可以只要1个,另外2个是我设计的外部中断,你可以不用它;同时我自己有开发板,所以我没有设计程序下载电路,全以最节省的方案为前提,你只要把单片机在开发板上下载好程序,再插到光立方上就好了。同时画电路时每个芯片的电源引脚隐藏了,(单片机是20接负,40接正;595是8接负,16接正;7404是7接负,14接正。),还有注意电解电容的极性。关于你接电源的问题是你自己的事,我是在板子上面安装了一个USB的接口供电。

这是用573的电路,材料清单如下: 1:8个74HC573(封装为DIP—20); 2:2个74HC04(封装为DIP—14); 3:2个30PF的瓷介电容;2个10UF的电解电容;一个220UF的电解电容; 4:一块89C516(单片机); 5:每个芯片配套的座子; 6:24或者12MHZ的晶振; 7:1个1K,2个10K,8个500欧(都是碳膜电阻); 8:一个按键开关,1个按键; 9:最好买600个灯,因为焊接的时候可能会损坏(颜色随便你自己选择); 10:你可以考虑买4个铜柱; 备注:画电路时每个芯片的电源引脚隐藏了,(单片机是20接负,40接正;573是10接负,20接正;7404是7接负,14接正。),还有注意电解电容的极性。关于你接电源的问题是你自己的事,我是在板子上面安装了一个USB的接口供电。 还有就是这个电路我没有画全,因为全部都一样的: 就是: 1:把8个573的2—9引脚对应接在一起; 2:把8个573的11脚接在一起;

8x8x8 光立方设计报告

目录 摘要 (1) Abstract (1) 第一章绪论 (2) 1.1 光立方的意义: (2) 1.2 目的 (2) 1.3 章节安排 (5) 第二章基础软件技术介绍 (6) 2.1 proteus软件简介 (3) 2.2 Protel Dxp技术简介 (3) 2.2.1 Protel Dxp软件介绍 (3) 2.2.2 Protel Dxp基本技术 (3) 2.3 keil_μVision4软件 (4) 2.4 章节小结 (5) 第三章设计方案 (8) 3.1 总体设计方案 (5) 3.3元件的选择 (6) 3.4 本章小结 (7) 第四章基础硬件设计 (11) 4.1 74HC573芯片 (8) 4.2 STC12C5A60S2 (8) 4.3 ULN2803 (13) 4.4 本章小结 (13) 第五章软件设计 (14) 5.1 软件简介 (14) 5.2 程序流程图 (14) 5.3 主函数 (14) 5.4 本章小结 (14) 第六章系统调试与测试 (15) 第七章检测结果与分析 (16) 第八章总结与展望 (16) 第九章谢辞 (17) 参考文献 (17) 附录 (18)

摘要 随着电子行业的不断发展,单片机的应用从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法,已广泛的应用在工业自动化、通信、自动检测、信息家电、电力电子航空航天等各个方面。成为现代生产和生活中不可缺少的一部分。 此次我们正是利用单片机的知识,制作光立方,同时利用C语言进行编程,制作出自己想要的动画效果,并通过LED灯显示出我们编程的效果。 本次作品采用的是8*8*8的模式,大概的距离是14cm*14cm*20cm(长.宽.高),主要分为三个模块:主控模块、驱动模块、显示模块;结合单片机和C 语言的学习,我们采用的主控芯片60K STC12C5A60S2芯片,驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。 通过这次光立方的制作,我学习了许多单片机知识,进一步加强了protues、protel dxp软件学习。此外,对C语言的掌握也进一步提高。由于此次采取小组合作完成作品,在团队学习和集体协作方面上体会更为深刻了。也让我得到进一步的锻炼。 关键字:光立方 74HC573 STC12C5A60S2 ULN2803 Abstract With the development of electronic industry, the application of SCM change control system design idea and method of the traditional fundamentally, have been widely used in various industrial automation, communications, automatic detection, information household appliances, power electronics fields of Aeronautics and astronautics. Become an indispensable part of modern production and living. The US is the use of SCM knowledge, build the cube, and the use of C language programming, making their own to animation, and through the LED lamp shows our programming effect. With this work is the 8*8*8 model, the distance is about 14cm*14cm*20cm (long. Wide. High), mainly divided into three modules: the main control module, a driving module, display module; based on MCU and C language learning, the main control chip 60K STC12C5A60S2 chip we used, drive circuit is used in our common the 74HC573 digital chip. Through the production of light cube, I learn a lot of knowledge of SCM, and further strengthen the Protues, PROTEL DXP software learning. In addition, also further improve the C language learning. Because of the team to take work to complete, in team learning and teamwork experience more profound. Let me get the further exercise. Keywords: optical cubic 74HC573 STC12C5A60S2 ULN2803

8x8x8LED光立方原理加程序

8x8x8LED光立方 周渴望南阳理工学院Q418084696 功能;通过自定义代码实现LED炫丽动画效果。 通过按钮P3-7按钮实现动画与暂停。 底面是512个LED分成64组的共阳极由8个74hc573控制,每层64个LED 共阴极接在一起,共引出8跟负极与uln2803相连由其控制(这里注意uln280输出高电平LED负极通,低电平LED负极断)。 原理:先点亮最下层LED,假设8个74hc573全输出高电平,uln2803控制最下层输出高电平,那么最下层64个LED都点亮,延时10ms到5ms,关断最下层显示开通第二层假设也是8个74hc573全输出高电平,那么倒数第二层64个LED 全亮,再延时2ms到5ms那么以此类推每层的LED64个全都会亮,由于从第一层亮到最后一层亮时间小于50ms,由于人眼睛视觉暂留效果,就会觉得是全部层一起亮的,这样就“一起”点亮了512个LED。 其实每层的LED亮的数量不一样就组成了各种画面,通过调节定时器,就会有一种绚丽的动画效果。 本文使用的是STC12c5a60s2单片机,因为其程序存储空间大,stc89c52rc单片机完全可胜任(验证),只是程序太多要想办法了。 原理图: 本试验中P0口控制8个74hc573的锁存端,P1控制每层与uln2803相连,P2口传输到74hc573数据。本文使用动态扫苗,基于我之前做的16x16点阵文字移动显示程序,程序简单易懂,但是代码较多。

程序: #include sbit LA0=P0^0; /*定义8个74hc573锁存脚*/ sbit LA1=P0^1; sbit LA2=P0^2; sbit LA3=P0^3; sbit LA4=P0^4; sbit LA5=P0^5; sbit LA6=P0^6; sbit LA7=P0^7; sbit KEY=P3^7; /*定义暂停开关*/

4X4X4光立方C程序(含制作方法和电路图)

一、4X4X4光立方源程序 #include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char unsigned int scale; //占空比控制变量 unsigned char code tabP0[38][8]={0x00,0x60,0x60,0x00,0x00,0x60,0x60,0x00}; unsigned char code tabP2[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; //扫描 unsigned char code PWMsz[8]={0x00,0x60,0x60,0x00,0x00,0x60,0x60,0x00}; //中间四个 /******************************************************************** * 名称: Delay_1ms() * 功能: 延时子程序,延时时间为1ms * x * 输入: x (延时一毫秒的个数) * 输出: 无 ***********************************************************************/ /************************************************************************/ //结束呼吸灯专用 uchar code table[]={ 0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15,16,17,18, 19,20,21,22,23,24,25,26,27, 28,29,30,31,32,33,34,35,36, 37,38,39,40,41,42,43,44,45, 46,47,48,49,50,51,52,53,54, 55,56,57,58,59,60,61,62,63, 64,65,66,67,68,69,70,71,72, 73,74,75,76,77,78,79,80,81,82, 83,84,85,86,87,88,89,90,91, 92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109, 110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125, 126,127,128,129,130,131,132,133,134,135,136,137,138,139,140,141,142,143,144,145,146,147,1 48,149,150}; void delay(uint z) { uint x,y; for(x=80;x>0;x--) for(y=z;y>0;y--); }

光立方设计总结报告(参考)

光立方设计报告

目录一.摘要 二.目的与要求 三.电路的设计与元件的选择四.模块电路的组装与焊接 五.电路的调试和调试出现的问题 六、项目的完成情况 七、结论

一.摘要 在前一段时间,在网上看了一些关于光立方的资料和它的视频,看到了一些光立方的演示视频,被它那些立体感吸引了。 光立方顾名思义就是一个立方体,我们采用的是8*8*8的模式,大概的距离是14cm*14cm*20cm(长.宽.高),主要分为三个模块:主控模块驱动模块显示模块;我们所做的光立方驱动电路,主控电路等都是纯手工焊接。采用的主控芯片60K STC12C5A60S2芯片,驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。 关键字:光立方 74HC573 STC12C5A60S2 ULN2803 二.目的与要求 (1)目的:回顾我们学习的单片机知识和提高我们的焊接和其他的动手实操能力(包括了数字电路和模拟电路的知识)。 (2)要求:要有自主创新,其中我们的开关是采用触摸型开关,只要由一个I/O口和VCC组成。 三.电路的设计与元件的选择 1.电路设计 主要分为三个模块分别是主控模块驱动模块显示模块 (1)主控模块

图1主控电路 其中P1位一个触摸型的开关,C3为去耦电容防止高频干扰 (2)驱动电路

图2驱动电路 在驱动电路上,每个锁存芯片的电源端都加了一个瓷片电容,主要的作用是防止高频干扰 (3)显示电路所有的灯的负端都是接在一起的,下面的每一组都是控制光立方的一个面,控制的是光立方的竖起来的面,而横着的面由图3的U10控制

图3 显示电路 2.元件的选择 (1)由于光立方的程序量比较大,而且要求相对比较高,因此经过考虑之后我们决定用51系列的增强型芯片STC12C5A60S2,选择的理由:1.无法解密,采用第六代加密技术; 2.超强抗干扰; 3.内部集成高可靠复位电路,外部复位可用可不用; 4.速度快,比8051快8-12倍; (2)由于灯的个数比较多,因此所需要的电流相对也比较大,所以选择ULN2803,ULN2803是八重达林顿,1 至 8脚为8路输入,18 到11脚为8路输出。驱动能力 500MA \50V。应用时9脚接地,要是驱动感性负载,10脚接负载电源V+。输入的电平信号为0,或5V。输入0是,输出达林顿管截止。输入为5V电平时,输出达林顿饱和。输出负载加在电源V+和输出口上,当输入为高电平时,输出负载工作;

2021年3D8光立方制作

3D8光立方制作 欧阳光明(2021.03.07) 目录 一、摘要 (1) 二、关键字 (1) 三、引言 (2) 四、正文 (2) (一)、主要元件介绍 (3) 1、STC12C5A60S2 (3) 2、74HC573 (3) 3、ULN2803 (4) (二)、工作原理 (5) 1、驱动模块原理 (6) (三)、元器件选择 (7) (四)、制作、调试 (8) 1、制作 (9) 2、调试 (11) 五、结束语 (13) 六、参考文献 (12) 七、附录(程序) (13)

光立方 一、摘要: 本设计采用8*8*8 的模式,硬件主要分为三个模块:主控模块、驱动模块、显示模块。采用的主控芯片为STC12C5A60S2 芯片,驱动电路是采用我们常用74HC573数字芯片。数组OUT[0]代表光立方从第一层 D0 到第八层D0 的数据,以此类推数组 OUT[1] 代表光立方从第一层D1 到第八层D1 的数据。本设计采用C语言编程,利用单片机控制LED的亮灭,采用延时控制LED亮灭时间,最终使得整个立体展现不同的造型和图案,使其变得美轮美奂、绚丽多彩。 二、关键字:LED光立方,74HC573,STC12C5A60S2,ULN2803 三、引言: 光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成的,在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世,这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首,自从国庆60周年联欢晚会开始演练后,一个全新的名词“光立方”,吸引了全国人民的关注。国庆联欢晚会三样法宝,光立方为最,“光立方”在气势和整体感觉上,融合了北京奥运会开幕式“击缶而歌”和“活字印刷”的风格,而各种图案则与贯穿奥运会开幕式的“画卷”有异曲同工之妙。“光立方”可以根据爱国歌曲的不同内容,展示不同的造型和图案,具有丰富的视觉效果。 四、正文 (一)主要元件介绍: 1、STC12C5A60S2 STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制,强干扰场合。 1)增强型8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,指令代码完全兼容传统8051 2)工作电压:STC12C5A60S2系列工作电压:5.5V- 3.3V(5V单片机) 3)工作频率范围:0 - 35MHz,相当于普通8051的 0~420MHz 4)应用程序空间8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字节 5)片上集成1280字节RAM 6)外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA 模块,Power Down模式可由外部中断唤醒,INT0/P3.2, INT1/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到P4.3)。 7)A/D转换, 10位精度ADC,共8路,转换速度可达250K/S(每秒钟25万次) 8)通用全双工异步串行口(UART),由于STC12系列是高速的8051,可再用定时器或PCA 软件实现多串口

光立方课程设计

江苏师范大学物电学院 课程设计报告 课程名称:光学课程设计 题目:LED光立方设计 专业班级:光电信息科学与工程 13物81 学生姓名:郭程程 学生学号: 130228004 日期: 2015年12月16号 指导教师:蔡廷栋 物电学院教务部印制

基于STC12C5A60S2单片机的LED光立方设计 摘要 本文详细的介绍了光立方的搭建过程,以51系列的单片机STC12C5A60S2为主要的控制芯片,由512个LED通过共阴的形式连接起来,由74HC573为扩展单片机的I/O口,用ULN2803为驱动电路,形成一个规格为8*8*8(长,宽,高)14cm*14cm*20cm立方体,还介绍了这款芯片的特点和使用方法及在调试过程中遇到的软件和硬件方面的问题及解决方法,详细的阐述了光立方的设计原理和架构方法,对光立方目前存在的意义也进行了详细的介绍。 关键词:光立方;74HC573;单片机;ULN2803;LED

The LED light cube design based on STC12C5A60S2 microcontroller Abstract This PaPer introduCes the ProCess of Building Light CuBe, with 51 Series MCU STC12C5A60S2 as the main Control ChiP, ConneCted By 512 LED By CO Yin form, By 74HC573 for the exPansion of the MCU I/O Port, using ULN2803 as the drive CirCuit, the formation of a sPeCifiCation for 8*8* 8 (length, width, height) the 14Cm*14Cm*20Cm CuBe, also introduCes the CharaCteristiCs and methods of use of the ChiP and software and hardware in the ProCess of deBugging ProBlems and solutions, desCriBed in detail the design PrinCiPle and arChiteCture method Light CuBe, the CuBe existed at Present signifiCanCe have also Been introduCed in detail. Keywords:Light CuBe; 74HC573; STC12C5A60S2; ULN2803; LED

8阶光立方的制作

8阶光立方的制作 摘要 光立方是一个电子工程方面DIY的绝好实例,不管国内国外都有非常多的爱好者。它同时要求制作者具有软硬件设计及手工制作等多方面的能力,目前youtube上最大的DIY光立方是32阶全彩光立光,引脚数多达131,072个,这对于个人来说绝对算是个大型的工程了。 要制作出一个漂亮的光立方,除了电路设计与程序设计,辅助工具设计也很重要,缺少它甚至是无法完成整个制作的。另一方面,很多验证性工作也属于辅助设计,理论往往与实际会有很大的出入,这时就需要一步步去验证原始设计。网络上大多参考资料都只是一个制作记录,并没有详细分析为什么要这么做,是否还有其它的实现方法等等。因此,在遇到不同的实际环境的时候,出了问题却往往找不到原因在哪里,这就造成很多的困惑。本文试着从设计原理的角度来分析如何做一个8阶单色光立方,以及记录在制作过程当中遇到的各种问题与解决办法。 控制芯片采用STC MCU,输出为串口转并口,驱动芯片选用东芝16位移位寄存器,3个级联达48位并口输出,512个LED使用16*32矩阵接法。

目录1 准备篇 1.1设计框架 1.2 主芯片选型 1.3 所需工具材料 2设计篇 2.1 电路设计 2.2 程序设计 2.3辅助工具设计 3 完善篇 3.1 迭代 3.2 功能扩展

1 准备篇 光立方,由若干个LED以立方体的形式搭建而成。最常见的为8*8*8(512个LED),8阶光立方,也叫cube8。当灯按照一定的规则依次变换点亮的时候,可以产生十分唯美的灯光效果图,现在大多随着动感的音乐节奏一起变化,声色交错, 让人赏心悦目。 1-1光立方(蓝光)——cube8效果图 1.1 设计框架 第一个需要思考的问题是:如何连接这512个灯?有个前提条件需要满足:每个灯都必须可以单独点亮。那么,任何两个灯都不可以串联。最直接的办法是并联这512个灯,共阳或者共阴,然后提供512个输出。但这样做至少有两个非常大的缺点:首先,一般情况下无论是MCU、ARM、FPGA都无法提供这么多输出位,即使是使用多个16位移位寄存器,那么也需要32个,这无论在成本还是在实际焊接都十分不划算;其次,就算512个输出位不是问题,因为是立方体形式,线路之间会存在互相遮挡,所以,必须要求连接线路最少,显然,直接并联是最傻的情况。 现在把问题转换成一个求解题:试求512个灯的最少连接线路,要求每个灯可以单独点亮?这实际是一个求最优解(极值)问题。回想一个几何问题,在确定面

光立方制作方法

光立方的制作 01、LED灯珠,最好选择长脚5mm,雾状(乳状)蓝色的灯珠,效果更好。记住,长脚的,不要短脚的,3mm的也可以,当然也能自己换喜欢的颜色,仅仅是推荐蓝色。(话说我就是短脚的,结果效果很不好。)价格在70-90元一包,一包1000个,店家不会散卖的。 02、74HC573,8个,记得要1-2元左右的,太便宜的可能是用过返新的,IC芯片都是一分钱一分货,便宜的全是旧的,别老想着贪便宜。(建议买十个,多买两个以备特殊情况。) 03、UNL2803,1个,这个便宜,要0.5-1.5元的就行,同样建议买俩。 04、IC座,9个,不过一般商家不会单卖,一卖就得卖10或15个,这个可以多买点,记得

买20P的。一般0.2-0.6元一个。 05、焊接飞线,自己有导线也行,一定要结实耐用,准备10米,一定要多准备,我仅仅焊接一个9cm*12cm的驱动板就用了6米的飞线。 06、电阻,基本上100-500欧都可以,我用的是220欧的,用来接在UNL2803上,给LED 分压。不过最好是100欧的,其实2803不加电阻也完全可以。一般都是卖一包,很稍有单卖的,一包12-18元,买精度低的就行,精度低的便宜,12-15左右。 07、排针,用来焊接,这个就不多说了。0.5元一排,40个。

08、杜邦线,8p的4个,2p的1个,建议多买点,以备不时之需。0.25元一根,记得买30cm 的,短的不好使,8p的一般0.8-1.2元。 09、3节一体的电池盒,用于装3节5号南孚电池。1.2-2元。 10、南孚电池,一板,5号的。这个木有价格木有图。。。。。 11、洞洞板,初学者建议用面积比较大的,15cm*20cm的,别买太小的,不好焊接。(话说我用的是9cm*12cm的,结果焊的时候那个纠结啊。。。。。)稍微好点的8-16元,用单面覆铜

光立方设计说明书

《单片机技术》课程设计说明书 光立方 学院: 学生姓名: 指导教师: 专业: 班级: 学号: 完成时间: 湖南工学院《单片机技术》课程设计课题任务书

学院 专业: 指导教师 学生姓名 课题名称 光立方 内设计内容及任务 一、设计任务 设计一个具有特定功能的光立方。 二、设计内容 1、光立方的硬件系统 (1)单片机最小系统模块 (2)供电模块 (3)光立方显示模块 (4)键盘模块 (5)驱动模块 2、光立方的软件系统 (1)系统监控程序模块 (2)光立方显示程序模块 (3)键盘程序模块 三、设计要求 该光立方上电或按键复位后能自动显示P.,进入准备工作状态。该光立方可以通过键盘选择显示花样,切换花样,停止显示。要求4×4的光立方硬件,并且显示四种及以上花样。 主 主 要参考 资 料 [1]李广弟.单片机基础[M].第3版.北京:北京航空航天大学出版社,2003.6. [2]李全利.单片机原理及应用(C51编程)[M].北京:高等教育出版社,2012.12. [3]马忠梅.单片机的C 语言应用程序设计[M].第4版.北京:北京航空航天大学出版社,2003.6. [4]李光飞.单片机C 程序设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.01. [5]李光飞.单片机课程设计实例指导[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.9. 教研 室意见 教研室主任:(签字) 年 月 日

摘要 当今社会,随着电子行业的不断发展,单片机的应用从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法,已广泛的应用在工业自动化、通信、自动检测、信息家电、电力电子航空航天等各个方面。成为现代生产和生活中不可缺少的一部分。 设计采用4*4*4的光立方模式,硬件主要分为七个模块:主控模块、驱动模块、显示模块、键盘模块、电源模块、复位模块、下载模块。采用的主控芯片为AT89S52 芯片,驱动电路是采用了常用74HC573数字芯片,设计采用C语言编程,通过单片机I/O口控制LED的亮灭,采用延时控制LED亮灭时间,最终使得整个立体展现不同的造型和图案,使其变得美轮美奂、绚丽多彩。 关键词:光立方;AT89S52;74LS573锁存器

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