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。 .......
《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 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）
光外差探测技术及其应用 张潇依 10041540102 摘要：光外差探测又称为相干探测，其探测原理与微波及无线电外差探测原理相似，但是其探测精度亦比微波高3410~10数量级。相干探测与直接探测[1]相比，其测量精度高7810~10数量级，它的灵敏度达到了量子噪声限。 关键字： 光外差探测、光子计数、量子噪声限[2]、激光测距、多普勒[6]测速 1. 引言 光外差检测在激光通信、雷达、测长、测速、测振和光谱学等方面都很有用途。光外差检测的灵敏度达到了量子噪声限[2]，其NEP [3]值可达2010 W 。可以检测单个光子，进行光子计数。 在光电信息检测中，当光波频率很高时，每个光子的能量很大，很容易被检测出来，这时光外差检测技术并不特别有用。相反，由于直接检测[1]不需要稳定激光频率，也不需要本振激光器，在光路上不需要精确的准直，因此，在这种情况下直接检测[1]更为可取。在波长较长的情况下，已经有了高效率、大功率的光源可利用。但在这个波段缺少像在可见光波段那样极高灵敏度的检测器。因此，用一般的直接检测[1]方法无法实现接近量子噪声限[2]的检测，光外差检测技术就显示了它的优越性。 2. 原理 光外差检测是有别于直接检测[1]的另一种检测技术。光外差检测原理方框图示于图1－1。图中，s f 为信号光波，l f 为本机振荡（本振）光波，这两束平面平行的相干光，经过分光镜[4]和可变光阑[4]入射到检测器表面进行混频，形成相干光场。经检测器变换后，输出信号中包含c f ＝s f －L f 的差频信号，故又 称相干检测。 图1－1. 外差检测原理示意图
反射镜 图1－2 外差检测实验装置 图1－2是外差检测的实验装置，光源是经过稳频的2CO 激光器[5]。由分束 镜把入射光分成两路：一路经过反射的作为本振光波，其频率为L f ；另一路经 过偏心轮[4]反射，并由透镜[4]聚焦到可变光阑[4]上作为信号光束。偏心轮[4]转动相当于目标沿光波方向并有一运动速度，光的回波就产生了多普勒频移[6]，其频率为s f 。可变光阑[4]用来限制两光束射向光电检测器[7]的空间方向。线栅 [4]偏振镜[4]用来使两束光变为偏振方向相同的相干光，然后两束光垂直投射到检测器上。 下面用经典理论来分析两光束外差后的结果。设入射到检测器上的信号光场为 ： ()cos()s S s s f t A w t ?=+ (1.1) 本机振荡光场为： ()cos()L L L L f t A w t ?=+ (1.2) 那么，入射到检测器上 的总光场为： ()cos()cos()s s s L L L f t A w t A w t ??=+++ (1.3) 由于光检测器的响应与光电场的平方成正比，所以光检测器的光电流为 22()()[()()]p s L i t f t f t f T ∝=+ (1.4) 式中的横线表示在几个光频周期上的平均。将上式展开后， 则有 22()()[()()]p s L i t f t f t f T αα==+= 2222{cos ()cos ()S s s L L L A w t A w t α??++++ cos[()()]cos[()()]}S L L s s L S L L s L S A A w w t A A w w t ????++++-+- (1.5)
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,
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
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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）
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；
《工程光学》课程 三级项目教学计划一 基于相位调制原理的干涉测量系统的设计与应用 2014年8月
一、整体思路 以各种典型物理量的测量为对象，通过相位调制原理，建立其传感测量的数学模型，结合课堂中所学的干涉装置的典型构造方法，通过课前布置、指导，让学生利用课外时间查阅相关教材及参考资料，进行分析、归纳、总结或提炼，以学生上台讲演和讨论为主要教学形式，深入研讨光的干涉所涉及的知识点及其用于工程实际中各物理量测量的典型案例，以具体问题的理论解析和提出解决问题的方法为讨论内容，引导学生积极思考、学会学习、主动学习，综合训练学生能力，提高学生综合运用本专业知识，分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力。 二、目的与意义 1. 通过基于团队的学生上台讲演和课程讨论这种体验式教学方式，加深对干涉产生条件等基础知识和干涉测量系统设计等实践能力的培养，并在沟通能力、团队合作能力等方面得到锻炼； 2. 初步训练学生查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力； 3. 了解典型干涉测量系统的结构、组成和工作原理； 4. 进一步了解典型干涉测量系统在工程实际中的应用。 三、具体实施方案 1.学生上台讲演、报告 抽签确定每组的一个学生完成一个案例。学生在课外查找、阅读和分析相关的知识内容，总结、整理并撰写报告，做成PPT。由每个学生上台陈述自己的研究内容，陈述时间为10分钟，最后每人上交一份分析报告(WORD文档及PPT，电子版)。 2.课堂互动 陈述完后，汇报的学生回答台下学生和评委老师提出的问题，并针对所汇报的问题进行讨论，讨论时间为5分钟，最后由老师点评(依据需要讨论的具体内容，总结存在的主要问题，在课堂上由老师引导下进行讨论)。 3.讨论课时间 第5周或第6周，所有同学必须参加，否则讨论成绩为零。课后提交报告PPT 电子版和纸质文档。 四、主要内容
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 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。
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 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
《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
3D cube 光立方制作详解 原理部分 LED立方体是一个非常受欢迎的项目，而大小可以从3x3x3上升到10x10x10采用RGB LED。很早以前，就有相关的视频资料，在国内各大视频网站出现，样式绚丽，也一直有很多玩家想做，对于这个东西来说，本身技术不是很复杂，也不是很简单，更多的是需要耐心。本资料详细介绍了3D CUBE8 (LED立方体)的制作过程，通过本资料可轻松打造一个属于自己的光立方。下面我就来详解一下如何打造一个属于自己的光立方。 拿8*8*8的光立方来说： 我们可以拆分为8个面 每个面64个灯；
我只要控制这64个灯使其能够自由变换，然后再通过控制每个层依次点亮即可，由于我们眼睛的视觉暂留，使我们感觉看到的东西是一起再亮的。这样我们就看到了一个完整的个体。理解了原理； 我们来设计电路； 大家都知道，如果要控制8*8点阵，需要16个引脚， 那么有8个8*8点阵，我再用8个引脚来当充当各个8*8点阵的“开关”即可。 那么我们的电路设计的基本原理知道了。如何让一个引脚来当64个灯的“总开关”呢？ 只要将64个灯阳极或阴极连在一起，在连到这个引脚上即可。 那么如何用16个引脚来控制这64个灯的另外64个引脚呢？ 我采用了hc573暂存的方法，来分别把64个灯的亮灭信息存到这个上面，然后再一起输出到灯上，这样我们通过查询相应芯片的型号可以确定基本电路。 电路部分
立方体的控制器是基于一个单片机ATMega32, 573的64个输出引脚控制前面所述每一个面的64个灯； 而场效应管控制每一个层，一般的都是用uln2803. 焊接部分 这里需要说的是，一定注意每个灯的焊接时间，和焊接整齐度，焊接整齐度直接影响整个制作效果。 每一层的二极管是共阴的。
3.1单片机资源分配情况 将4*4*4的LED光立方分层4层，分别由单片机的P1.0，P1.1，P1.2，P1.3，四个口来控制每一层，且给低电平有效，再有P0口和P1的总共16个口来控制16列，给高电平有效，P0和P1口加上位排阻，再给每一列加三极管放大，三极管的基极接单片机的P0和P1口，集电极接5V电源，发射极接每一列。这样就可以通过控制每个口的输出信号来控制每个的亮灭。 3.2复位电路 通过某种方式，是单片机内部各类寄存器的值变为出事状态的操作称为复位。单片机的复位是通过外部电路来实现的，复位引脚RET通过一个施密特触发器与复位电路相连接，施密特触发器用作噪声抑制，伟哥机器周期的S5P2时刻，复位电路采样一次施密特输出电平，获得内部复位操作所需要的信号。单片机的时钟电路正常工作后，CPU在RET/VPD引脚上连续采集到两个机器周期的高电平后就可以完成复位操作了，但实际应用时，复位电平的脉冲宽度一般大于1ms。复位电路通常采用上电复位、手动按键复位和看门狗复位三种方式，本次采用的是上电复位方式。 3.3时钟电路 单片机的各个功能部件的运行都是是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震荡电路，芯片上的XTAL1和XTAL2分别为震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，有振荡器产生自激振荡，便构成一个完整的震荡信号发生器。 一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容C1、C2的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。本系统的C1、C2的值为33pf。 单片机在工作时，有内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数，f表示。图2中的时钟频率为12MHz，即f=12MHz，则时钟周期为1/12us。 附注: 三极管可以不接，只是会影响光源亮度。 3.4系统的工作原理图 光立方一、二层：
目录 第一章绪论 (1) 1.1 课题的背景 (1) 1.2 研究目的和意义 (1) 1.3 论文研究内容与结构安排 (1) 第二章总体设计 (1) 2.1 工作原理 (2) 2.2 各模块方案选择与论证 (2) 2.2.1 单片机主控制模块 (2) 2.2.2 驱动模块 (2) 2.2.3 显示模块 (2) 第三章系统硬件电路设计与实现 (3) 3.1 硬件电路设计 (3) 3.2 单片机最小系统 (3) 3.2.1 时钟电路 (3) 3.2.2 P0 口外接上拉电阻 (3) 3.3 驱动模块的设计 (3) 3.4 光立方整体设计思路 (9) 3.4.1 LED灯排序方式设计 (2) 3.4.2 LED灯接法方式设计 (2) 3.5 光立方搭建方法 (2) 3.5.1将LED从点到线的搭建 (2) 3.5.2将LED从线到面的搭建 (2) 3.5.3将LED从面到体的搭建 (2) 第四章系统软件设计 (3) 4.1 主程序设计 (2) 第五章系统调试及结果分析 (10) 5.1 系统调试 (10) 5.1.1. 硬件测试 (10) 5.1.2. 软件测试 (11) 5.2 结果分析 (11) 第六章结论 .............................................. 错误!未定义书签。参考文献 . (13) 英文摘要 (13) 致谢语 (13) 附录 ..................................................................... I 1、实物图 (16) 2、系统原理图 (17) 程序清单 (17)