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
第一章绪论
1.1 光立方的意义：
3Dcube8（光立方）是一个由LED组成的3D显示器，是一个集实际型、经济型、性价比高的艺术品。它最早在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。它不仅仅局限于装饰，更是能够帮助更好的学习 c语言实际应用、满足单片机爱好者对单片机的研究的个好工具。
1.2 目的
（1）学习的单片机知识。
（2）熟悉光立方显示的原理及其相关的线路连接。
（3）学习C语言，进一步加强自己的编程能力。
（4）通过此次的电路焊接和调试提高自己的动手及其分析问题的能力。
1.3 章节安排
本次光立方论文先介绍本次实践所涉及的基础技术，包括proteus软件、protel软件以及keil_μVision4软件。其次讲解的是流水灯制作的总体方案设计，再细述其有关的硬件设计和软件设计。接下来便是系统的调试与测试以及其检测结果和分析。最后对这次实践制作进行总结及展望。
第二章基础软件技术介绍
2.1 proteus软件简介
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
其操作相对简单，打开软件，新建一个New Design，选左边工具栏第二个图标，点P，选元件，放置元件，连接起来。连接好电路图后，进行仿真操作。
2.2 Protel Dxp技术简介
2.2.1 Protel Dxp软件介绍
Protel是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。
2.2.2 Protel Dxp基本技术
在流水灯论文中对此技术已经做了介绍，此次介绍在画pcb图的过程中注意事项：
(1)印制导线的最小宽度：主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。PCB的电源线和接地线因电流量较大，设计时要适当加宽，一般不要小于1mm，对于安装密度不大的PCB，印制导线宽度最好不小于0．5mm，手工制板应不小于0.8mm。
(2)元器件的引脚间距：元器件不同，其引脚间距也不相同。但对于各种各样的元器件的引脚间距大多都是：100mil(英制)的整数倍(1mil=l×10(-3立
方)in=25．4×10(-6次方)m)，常将100mil作为1间距。
（3）尽量加宽电源、地线宽度：最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm。
（4）元器件布局原则：
1）排列方位尽可能与原理图一致，布线方向最好与电路图走线方向一致； 2）PCB四周留有5-10mm空隙不布器件；布局的元器件应有利于发热元器件散热；高频时，要考虑元器件之间的分布参数，一般电路应尽可能使元器件平行排列；
3）高、低压之间要隔离，隔离距离与承受的耐压有关。对于单面PCB，每个元器件引脚独占用一个焊盘，且元器件不可上下交叉，相邻两元器件之间要保持一定间距，不得过小或碰接。
4）元器件布局顺序是先放置占用面积较大的元器件；先集成后分立；先主后次，多块集成电路时先放置主电路。
（5）布线基本原则：
1)印制线的走向——尽可能取直，以短为佳，不要绕远。
2)印制线的弯折——走线平滑自然，连接处用圆角，避免用直角。
3)双面板上的印制线——两面的导线应避免相互平行；作为电路输人与输出用的印制导线应尽量避免相互平行，且在这些导线之间最好加接地线。
4)印制线作地线——尽可能多地保留铜箔作公共地线，且布置在PCB的边缘。
5)大面积铜箔的使用——使用时最好镂空成栅格，有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体；导线宽度超过3mm时中间留槽，以利于焊接。
2.3 keil_μVision4软件
该软件是将高级语言转化成单片机语言，通过编程语言，达到光立方的闪烁效果。使用汇编语言或C语言要使用编译器，以便把写好的程序编译为机器码，才能把HEX可执行文件写入单片机内。KEIL uVISION是众多单片机应用开发软件中最优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS-51架构的芯片，甚至ARM，它集编辑，编译，仿真等于一体，它的界面和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。
通过这款编程软件以及所学习的C语言单片机知识设计出光立方各种动画代码。
2.4 章节小结
本章主要介绍光立方制作所需要的几款软件，让大家更清晰的了解光立方制
作的整个流程。本章的基础设计也是本次制作的关键之一，尤其在dxp 画图过程
中需要注意许多。在编程上，需要好好掌握keil_μVision4软件的使用方法，
最重要的是学习C 语言以及单片机编程语言。
第三章 设计方案
3.1 总体设计方案
电路设计如图3-1所示 ：
8*8*8光立方制 作结构LED 灯显示模块
74HC573设计的驱
动模块STC12C5A60S2设
计的主控模块
图3-1 总设计方案图 3.2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）单片机模块，如图3-2所示：
图3-2 单片机电路
（2）控制电路如图3-3所示：
图3-3 控制电路
在控制电路上，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3-4的U10控制。
图3-4 显示电路
3.3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：
a.无法解密，采用第六代加密技术；
b.超强抗干扰；
c.内部集成高可靠复位电路，外部复位可用可不用；
d.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；
（3）由于在刚刚接触锁存器的时候，就接触了74HC573，对它的使用也比较成熟，因此在驱动部分使用了熟悉的74HC573，其优点有：
a.高阻态;就是输出既不是高电平,也不是低电平,而是高阻抗的状态;在这种状态下,可以多个芯片并联输出；
b.数据锁存;当输入的数据消失时,在芯片的输出端,数据仍然保持；
c.数据缓冲; 加强驱动能力。
(4)LED灯的选择：出于外观和整体的形状美观，我们放弃我们经常用的草帽型LED，采用的是圆形高亮雾状的LED灯，具有聚光效果，非常漂亮。
3.4 本章小结
本章是此次光立方制作的最关键的一步——设计电路原理图。结合所学知识以及单片机的相关内容结合，加上个人创新，更重要的是这次涉及到C语言的编程，就更加难了。在网上查找了相关资料，最后进行拓展创新完成自己的电路原理图，进行仿真测试。由于线路较为复杂，在画图时相当麻烦。
在设计原理图的过程中，个人觉得是最难的，毕竟这里面涉及了太多的内容，尤其是C语言编程，的确让人痛苦，再加上创新，基于这些，在这方面下的功夫最多。最后，通过自己和同伴的共同努力完成。
第四章基础硬件设计
4.1 74HC573芯片
74HC573芯片的引脚图如图4-1所示，图4-2则是各引脚功能的说明表。
图4-1 74HC573引脚图图4-2 74HC573引脚功能说明表74HC573是八进制 3 态非反转透明锁存器。器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和LS/ALSTTL输出兼容。当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的3（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。输出既不是高电平,也不是低电平,而是高阻抗的状态；在这种状态下,可以多个芯片并联输出，当输入的数据消失时,在芯片的输出端,数据仍然保持。
4.2 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。我们的作品运用的是STC12C5A60S2单片机。
各引脚功能简单介绍如下
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTLVCC：供电电压；
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此门电流。P1口管脚写入“1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口：P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INT0(外部中断0) P3.3 INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) P3.6 WR (外部数据存储器写选通) P3.7 RD (外部数据存储器读选通)同时P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高平时间。
ALE / PROG ：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期PSEN两次有效。但在访问内部部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
EA/VPP：当EA保持低电平时，访问外部ROM；注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，访问内部ROM。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
4.3 ULN2803
ULN2802 ULN2803 ULN2804A 8 个 NPN 达林顿晶体管，连接在阵列非常适合逻辑接口电平数字电路（例如 TTL，CMOS 或 PMOS 上/ NMOS）和较高的电流/电压，如电灯，电磁阀，继电器，打印锤或其他类似的负载，所有设备功能由集电极输出和钳位二极管瞬态抑制。该 ULN2803 是专为符合标准 TTL，而制造ULN2804 适合 6 至15V 的高级别 CMOS 或 PMOS 上。该电路为反向输出型，即输入低电平电压，输出端才能导通工作。其引脚图如图4-4所示：
图4-4 ULN2803引脚图
各引脚功能如下：
1-8引脚：输入端
11-18引脚：输出端
9引脚：地端
10(COM)引脚：电源+COM脚的作用是当你使用 ULN2803(2003)来驱动继电器时,可以将COM脚接到继电器的VCC端,ULN2803(2003)内部的反向二极管作保护继电器，消除继电器闭合时产生的感应电压。
4.4 本章小结
本章主要介绍光立方所用到的芯片，在熟悉和掌握各个芯片管脚及功能后，进行连接设计，同时为后面编写程序提供程序思路。在创新思路上，也是有着很大帮助的。
第五章软件设计
5.1 软件简介
软件设计包括按键程序、主程序、显示程序三大部分。主程序通过调用按键查询程序来判断待显示的图案及花样，再通过调用相应的显示程序送到控制端口。软件编程采用的是C语言编程。C语言是一门低级计算机编程语言，设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。
5.2 程序流程图
开始
光立方整体流程图
各种变量定
义
各种函数初始
化
开机扫描
中断是否产
生
中断1夜灯模式
中断2暂停模式
中断3
呼吸灯模
式
是
否
是
是
是
动画模式
否
否
否
否
否结束
循环
动画
5-2 光立方流程图
5.3 主函数
/*************主函数******************/
void main()
{
int i,j,cyc;
char go;
delay(800);
init(); //初始化函数
///////////////////////////开机扫描
turn_on(10);
H_scan(20);
V_scan(20);
W_scan(20);
/////////////////主菜单选项
while(1)
{
P2=0xff;
P0=0;
P2=0xff;
P3=0xff;
cyc=3;
while(cyc--)//改为while(0)即可
由于代码太多，这里仅仅列出主函数的初定义代码。
5.4 本章小结
本章节主要介绍C语言编程，简介主函数及各个调用函数。在编写程序上，是最难的一个环节，需要很强的逻辑思维，此外，老师还要求使用中断和串口等一系列思想。通过学习，请教和查找资料，最终完成编程设计。
第六章电路调试与测试
问题一
接通电源后，发现部分灯亮，还有部分灯不亮，导致整个光立方亮暗顺序参差不齐。
解决办法
一开始检查程序是否有问题，当发现程序无误后，接着检查电路板是否存在虚焊，漏焊，接触不良等问题，通过一步一步检查，最终检查出是存在一处接触不良导致的。
问题二
当检查到电路没问题后，灯也能够亮了之后，烧入程序，发现没反应，灯并没有出现所谓的流水效果。
解决办法
原电路板上的最小系统存在问题，通过外接最小系统板解决了。
问题三
在光立方的显示中有某一层始终是亮的，不该点亮时是亮的，当应该点亮时又特别亮，而且把负极的引线去掉依然点亮。
解决方法
这种情况就是整层中有一盏灯坏了，当我们把负极的引线去掉后整层依然点亮，仔细观察发现这一层会有一盏灯不亮，坏的灯就是它了，把他取下替换就可以了。
第七章检测结果及分析
经过一系列调试之后，确定电路无问题。
（1）接通电源，放上单片机，灯亮了，呈现出各种流水动画效果；
（2）按下按键1，动画效果停止，松开按键，继续之前未完成的动画，有记忆效果，为暂停模式；
（3）按下按键2,512个灯立即全亮，并且是高亮，为高亮模式，也可以叫做夜灯模式，可以起到照明的效果。
（4）按下按键3，立即出现呼吸灯模式，灯由暗变亮，又由亮变暗；
第八章总结与展望
通过此次光立方的制作，对电路原理及功能更加熟悉了，同时提高了自己的动手能力以及电路分析能力。而在软件的编程方面也有了很大提高，对所学的知识加强了巩固。在测试过程遇见很多问题，也通过不断的改正，最终实现设计要求的各项功能，让我们感触最深的是：做任何事一定要细心，尤其在程序编程这里，一个小小的失误，会导致你的所有功能无法实现。在设计过程中一些元器件的电路连接方法让我们很费劲，这让我清楚的看到自己在某些方面的不足。
本次创新实践，基本实现光立方的功能，LED显示屏各点亮度均匀，可显示图形和简单文字，而且显示稳定、清晰。此外通过三个开关，设置三个中断。每个中断分别代表不同的显示模式。
总体来说还算成功，不仅达到预期效果，还锻炼自己动手能力以及团队协作能力，丰富了创新和创造的思维。在以后的学习中，在理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，实践是检验真理的唯一标准。
从最开始的学习到实践这个过程是困难的，但是之后会发现，不仅能力得到了提高，自己明白了团队合作的意义同时更意识到书本上学到的只是理论上的，能够将理论运用于实践才是重要的，也是我大学真正要学习的。
参考文献：
[1]阎石. 数字电子技术基础第四版[M]．北京：高等教育出版社, 1998.12
[2] 张瑞玲.单片机原理与应用西北工业大学出版社2010.12
[3]肖洪兵.跟我学用单片机[M].北京航空航天大学出版社，2002
[4]王东峰等.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2009
附件
（1）光立方仿真图
图9-1 光立方仿真图
（2）光立方原理图
图9-2 光立方原理图（3）光立方PCB图
图9-3光立方PCB图（4）效果展示图：
图9-4 光立方效果展示图
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。 .......
3d光立方开题报告 篇一：开题报告模板 郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告 注：课题来源要填写明确（如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等）课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；E—制作（作品）（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题； 要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。 篇二：3D光立方论文(设计)任务书 XXXX毕业论文(设计)任务书 篇三：3D4光立方课程设计总结(完成版) 河北联合大学课程设计报 告书 项目名称：3D4光立方 班级： XX/12/13 目录 一、摘要 二、设计目的与要求 2.1设计目的 2.2设计要求 三、方案设计
3.1硬件方案设计 3.1.2 STC89C52RC单片机 3.2软件方案设计 3.3电源模块的实现 四、电路原理图 4.1最小系统原理图 4.2各层LED引脚图 五、测试及分析 5.1 测试方法及结果 5.2 分析与结论 六、实物图展示 七、心得体会 八、参考文献 附件 一、摘要： 当今社会，随着电子行业的不断发展，单片机凭借着其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用广泛，发展迅猛。单片机体积小，质量小，抗干扰能力强，对环境要
就不高，价格低廉，灵活性好，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。 此次数电课程设计，我们采用的是STC89C52RC系列的单片机，利用此单片机来控制一个“光立方”。光立方顾名思义就是一个立方体，我们采用的是4*4*4的模式，将LED 灯分成四层，利用程序来编写各种不同的效果来控制LED的亮灭，最终使得整个立方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】立体点阵 STC89C52单片机 二、设计目的与要求 2.1设计目的 ⑴．进一步掌握了模电和数电的知识。 ⑵．熟悉LED点亮条件及其工作原理。 ⑶．熟悉光立方显示的原理及其相关的线路连接。 ⑷．通过此次的电路焊接和调试提高自己的动手及其分析问题的能力。 2.2设计要求 ⑴.利用单片机控制4*4*4的LED光立方显示一些3D的图形，通过编程编写一些程序控制单片机输出一些高低电平从而控制某个和某些LED等亮和暗，由此来通过灯光显示一些3D图形。设计内容包括了时钟电路、复位电路、三极管
毕业设计题目: 学院： 专业： 届别： 学号： 姓名： 指导教师： 填写日期：2012-12-28
【摘要】本设计立体点阵系统，具有3D的显示效果，系统STC60S2单片机作为控制核心对灯的亮暗进行控制。采用74HC138和74HC595分别对每个灯进行控制，使8*8*8立体点阵显示出不同的花样，给人立体效果的展示。系统初始设定显示一种模式，当遥控的切换键按下时，可以切换不同花样。本系统还可以用遥控来对灯的亮度进行控制。 【关键词】立体点阵 STC60S2单片机 74HC138 74HC595 遥控器
第1章引言 随着人们生活水平的不断提高， 3D效果的欣赏已经成了人们的追求，美轮美奂的观赏让人醉心不已，给人带来无比宽松舒适的美感。3D技术的将来必有广泛应用。仅3D打印技术这一还处在萌芽阶段的技术就已经在世界掀起了巨大波澜。就现有来看3D技术已经应用于军工、航空航天、水下作业、模拟分析等高端领域。随着科技发展3D技术的成本也会越来越低，相信3D电视将来也会像液晶电视一样走入普通家庭。3D技术在未来还可以应用于教学，医学，地下采矿，空中导航等领域。 但就目前的发展，3D还不能够普及到人们的生活中，这也就萌发了人们对于3D的设计。因此，本课题以发光二极管的搭建的8*8*8立体点阵，是一个长、宽、高由8×8×8个LED 灯组成的真实3D立方体显示器。采用单片机STC60S2为核心编程技术，对发光二极管进行控制，使其显示出不同的花样，带给人未来3D技术的科技体验。 第2章设计任务及要求 2.1 设计任务 设计一个8×8×8的LED立体点阵，可以用红外遥控器进行花样的切换，能够进行亮度的调节。 2.2设计要求 （1）用红外遥控器进行控制。 （2）有多种的花样可以相互切换。 （3）可以对亮度进行调节。 第3章硬件系统总体设计 3.1 系统结构框图设计 经过分析，本系统主要是由电源模块、单片机主控模块、74HC595列驱动模块、74HC138行驱动模块、LED点阵显示模块，给出了系统电路原理框图如图所示。
光立方设计报告 》 一、要求 1、利用单片机控制8*8*8的LED灯显示3D图形。
2、进行实物焊接，调试。 二、] 三、设计思路 首先，8*8*8光立方是由8个相同的面组成，每一个面有64个蓝色LED灯，不同的图案又这些点连接而成。如果我们想要驱动任意一个LED灯，我们让列接地，行接正极就可以实现，因此整个立方体列共阴极，行共阳极。实际上这个就是控制512个LED 的不同灯点亮。 四、电路设计 主要分为主控模块、驱动模块、显示模块 1、主控模块 主控模块我们选用STC12C5A60S2
图1 主控电路 | 其中C1、C2为去耦电容防止高频干扰2、驱动模块
图2 行驱动电路 可以用一个3—8译码器选择8个不同的共阳极层，但是译码器的驱动能力差，中间可以用双P沟道MOS管APM4953来增强驱动能力。这样就可以控制点亮不同的层。 图3 列驱动电路 我们可以用5026来选择不同的列，一片5026就可以控制16列，
一共有64列，因此只需要用到4片。在每一片5026电源端上加一个电容，主要防止高频干扰。 3、~ 4、显示模块 每一个LED的负端都连接在一起，构成一列；每一层的LED 的阳极连在一起。一层一列刚好可以确定一个LED灯。这样就 可以通过主控电路和驱动电路来点亮所要点亮的LED，组成我 们想要的图案。 五、元器件选择 （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； ， （2）4953的作用：行驱动管，功率管。 每一显示行需要的电流是比较大的，要使用行驱动管，每片4953可以驱动2个显示行，其内部是两个CMOS管，1、 3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控 制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6 才会输出，否则输出为高阻状态。 （3）SN74HC245DW，8路双向总线收发器，具有三态输出；74HC245
光立方设计报告
一、要求 1、利用单片机控制8*8*8的LED灯显示3D图形。 2、进行实物焊接，调试。 二、设计思路 首先，8*8*8光立方是由8个相同的面组成，每一个面有64个蓝色LED灯，不同的图案又这些点连接而成。如果我们想要驱动任意一个LED灯，我们让列接地，行接正极就可以实现，因此整个立方体列共阴极，行共阳极。实际上这个就是控制512个LED 的不同灯点亮。 三、电路设计 主要分为主控模块、驱动模块、显示模块 1、主控模块 主控模块我们选用STC12C5A60S2
图1 主控电路 其中C1、C2为去耦电容防止高频干扰2、驱动模块
图2 行驱动电路 可以用一个3—8译码器选择8个不同的共阳极层，但是译码器的驱动能力差，中间可以用双P沟道MOS管APM4953来增强驱动能力。这样就可以控制点亮不同的层。 图3 列驱动电路 我们可以用5026来选择不同的列，一片5026就可以控制16列，
一共有64列，因此只需要用到4片。在每一片5026电源端上加一个电容，主要防止高频干扰。 3、显示模块 每一个LED的负端都连接在一起，构成一列；每一层的LED 的阳极连在一起。一层一列刚好可以确定一个LED灯。这样就 可以通过主控电路和驱动电路来点亮所要点亮的LED，组成我 们想要的图案。 四、元器件选择 （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； （2）4953的作用：行驱动管，功率管。 每一显示行需要的电流是比较大的，要使用行驱动管，每片4953可以驱动2个显示行，其内部是两个CMOS管，1、 3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控 制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6 才会输出，否则输出为高阻状态。 （3）SN74HC245DW，8路双向总线收发器，具有三态输出；74HC245八路总线收发器被设计用于数据总线之间的异步双向通信。
课程设计开题报告 课程名称：单片机应用实训教程 设计题目： 51单片机电子设计制作4*4*4彩色光立方学院： 专业班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计时间：
目录 1. 设计要求 (3) 2. 设计方案 (4) 3. 电路图 (5) 3.1 单片机程序 (6)
设计要求 1.设计论文中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，图表清晰，格式规范，字迹工整，结论正确。 2.设计制作一个4*4*4的三维发光二极管显示方阵，能够通过编写程序来实现对每一个发光二极管控制，从而来显示多种多样的图案。控制显示输出至少二十种显示效果。 3.通过大量编写程序调试实验现象结果分析研究数据形成规律，对规律总结得出结论并初步确定算法。
设计方案 本设计根据二极管点阵的原理由单片机I/O口控制点亮不同的二极管从而组成出不同的画面，根据人眼的视觉暂留现象即当物体移去时视觉神经对物体的印象不会立即消失而是要延续0.1-0.4秒的时间，来设置每幅画面的延迟时间是连续的一系列画面呈现动态。每一个层面的二极管阳极接在一起受一路I/O口的控制，实际电路中该路I/O 口输出的控制信号通过5V继电器的吸合和断开来控制的，再输入发光二极管的阳极使其驱动。每一个二极管的阴极分别受单片机扩展后的I/O控制。每个灯都是由片选端口和控制端口共同决定亮或灭。因此，我们可以随意的来点亮光立方中任意一处的灯，来构建多种多样的图案。
/* *程序功能：cube4光立方彩色版本，实现各种动画效果，配套取模软件 *作者:牛盾 * */ #include
光立方个人总结 《光立方个人总结》看完如果觉得有帮助请请下载。篇一：光立方个人总结 篇一：光立方设计总结报告 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，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范文写作 (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
目录 摘要............................................................................. .. (1) Abstract....................................................................... (1) 第一章绪论............................................................................. (2) 光立方的意义： (5) 目的 (5) % 章节安排............................................................................. .. (5) 第二章基础软件技术介绍............................................................................. (6) proteus软件简介 (6) Protel Dxp技术简介 (6) Protel Dxp软件介绍 (6) Protel Dxp基本技术 (6) keil_μVision4软件 (7) 章节小结 (7) 】 第三章设计方案............................................................................. . (8) 总体设计方案 (8) 元件的选择 (9) 本章小结 (10) 第四章基础硬件设计............................................................................. (11) 74HC573芯片 (11) STC12C5A60S2 (11) ULN2803 ........................................................................... .. (13) !
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
工程技术综合实践 项目设计报告 （电类） 8x8x8光立方点阵 西安理工大学工程训练中心 2014年 10月 27 日
指导教师（签字）：
1 概述 二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代。基础材料的产业化，使LED 显 示产品成本下降，应用加快发展。LED 产品性能的提高，使LED 灯的显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果。但是考虑到此次光立方显示的效果问题，我们还是决定选用5mm 的蓝色雾灯。本次设计制作一个8*8*8的三维的发光二极管立方显示体，能够通过编写程序来实现对每一个发光二级管的亮灭控制，从而可以显示多种多样的图案。为了吸引观众增强显示效果，可以有多种显示模式。按照图文运动的特点又可以分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模式。 2 总体设计 2.1 系统功能及技术指标 本作品是由512只LED 组成的长宽高均为8个LED 的正方体点阵，主要实现文字，图形的显示，显示效果立体感强，能够成为一件科技感十足的艺术品。系统控制采用51单片机，通过输出高低电平控制LED 的状态，74hc595扩展单片机IO 口，使单片机具有64路输出。通过74HC245D 控制层，最终实现对512只LED 中的任意一个的控制。 2.2 系统构成 2.3 主要设备及元器件选型 （１）STC12C5A60S2系列单片机是单时钟/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, 能够满足快
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
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
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74HC595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)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
目录 1 引言 (1) 2 总体设计 (1) 2.1 光立方的基本原理 (2) 2.2 光立方设计分析 (2) 2.3 系统的结构框图 (2) 3 详细设计 (3) 3.1 硬件设计 (3) 3.1.1 单片机 (3) 3.1.2 移位寄存器 (3) 3.1.3 端口驱动 (4) 3.1.4 时钟电路 (4) 3.2 软件设计 (5) 3.2.1 程序流程图 (5) 3.2.2 主要程序 (6) 4 实验结果及分析 (12) 4.1 硬件实物图 (12) 4.2 实验结果分析 (12) 5 心得体会 (13) 参考文献 (14)
1 引言 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。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。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。 光立方顾名思义是一个立方体，我采用的是8*8*8的模式，主要分为三个模块主控模块、驱动模块、显示模块。我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STC15F2K60S2芯片，驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。利用512个LED组成的8x8x8的立方体结构，每层共64个LED采用共阴的接法，一共8层，利用锁存器74HC573与驱动器ULN2803的硬件组合而成。 基于STC 15F2K60S2单片机系统硬件组成的光立方,利用单片机控制LED的亮灭，并利用延时控制LED亮灭时间，最终使得整个立方体展现美轮美奂绚丽多彩造型和图案。 我们永远会记得2009年的庆祝60周年纪念日的那个晚上，由4028名表演者组成的光立方的图案，让世界人民感到耳目一新的感觉。光立方的出现使得整个晚会上升到一个很高的高度。那光立方的作用是很明显的，应用于现代的各种晚会的场合，会使得晚会变得有意义而精彩。视觉上的冲击让人们会感到眼前一亮的感觉，相对于传统形式的晚会，带有高新科技的产品助阵会使得人们在精神上的生活变的精彩而又充足。 光立方的出现并不是偶然，而是社会发展的必然性，我们不能只活在过去式的生活里，科技的进步引领这时代的潮流，人们对科技产品的兴趣越来越浓厚，主要是其七彩颜色的变换，让人感觉处在一个神奇的王国当中，因为光立方通过LED灯的七彩颜色变换变的非常的美丽，其立体式的结构使得其渲染效果非常明显。光立方的出现具有划时代的意义，对于人们以后的生活方式有了很大的提高。 此次光立方的设计使用的是单片机控制，降低了成本。通过程序的编写使之能达到我们的要求，就像人的大脑，表达出人的思想。多彩多色的LED展现出的画面就是它们的语言，就科技性非常的高。创新能力不只是结构的变化，更在于我们是如何控制去展现它们。
444光立方设计报告 学院：信息工程学院 专业：通信工程 姓名：徐卓曾靓娜 班级：通信（卓越）2013-1 学号：20130611010128 指导老师：黄德昌 时间：2014年12月12日
目录 第1章摘要 (1) 第2章绪论 (2) 第3章设计目的与要求 (3) 3.1 设计目的 (3) 3.2 设计要求 (3) 第4章 444光立方基础技术 (4) 4.1 STC89C52的标准功能 (4) 4.2 STC89C52的主要特性 (5) 4.3 STC89C52的器件参数 (6) 第5章总体方案设计 (7) 5.1 单片机资源分配情况 (7) 5.2复位电路 (8) 5.3 时钟电路 (8) 5.4系统框图和程序流程图 (9) 5.5系统的工作原理图 (10) 第6章系统调试与测试 (13) 第7章总结与展望 (14) 第8章致谢辞 (15) 第9章参考文献 (16) 附录（原理图、源程序） (17)
摘要 当今社会，随着电子行业的不断发展，单片机凭借着其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用广泛，发展迅猛。单片机体积小，质量小，抗干扰能力强，对环境要就不高，价格低廉，灵活性好，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。 关键词：光立方单片机 STC89C52 Abstract In today's society, with the continuous development of electronic industry, single-chip microcomputer with its extremely high cost performance, is people's attention and concern, wide application, is developing rapidly. SCM small size, small quality, strong anti-jamming capability, the environment is not high, low price, good flexibility, has been widely used in industrial automation, communications, automatic detection, information home appliances, power electronics, aerospace and other aspects. Become an indispensable part of modern production and life. Keywords: light cube microcontroller STC89C52
目录 一、单片机最小系统的介绍 1.1 元件清单 1.2 电路组成 1.2.1 电源模块 1.2.2 显示模块 1.2.3 时钟电路 1.2.4 复位电路 1.2.3 P0口外接上拉电阻 1.2.6 滤波电路 1.3 工作原理 二、光立方的工作原理 三、电路板的焊接与检测调试 3.1电路的焊接过程与注意事项 3.1.1 LED光立方的焊接 3.1.1.1 将LED灯从点到线的焊接 3.1.1.2 将LED灯从线到面的焊接 3.1.1.3 将LED灯从面到体的焊接 3.1.2 电路板部分的焊接 3.1.2.1 电源电路的焊接 3.1.2.2 晶振电路的焊接 3.1.2.3 滤波电路的焊接 3.1.2.4 复位电路的焊接 3.1.2.5 阳极电阻和母座的焊接 3.1.2.6 IC插座、上位排阻以及烧写排针的焊接 3.1.3 整体搭线工作 3.2 电路板的检测步骤与注意事项 四、程序下载与电路运行 4.1 程序编写与编译的过程以及注意事项 4.2 目标文件下载及其注意事项 五、课程总结与体会
一、单片机最小系统的介绍 单片机最小系统是之能够让单片机工作并发挥其作用的必要组成部分，就STC89C52RC单片机来说，其一般包括：单片机、时钟电路、复位电路、输入/输出设备等。 1.1 元件清单 2*3*4mm二极管LED灯64个，10K欧姆金属膜电阻1个，500欧姆金属膜电阻16个，圆孔单排针母座16只，A103J九脚排阻1个，排针4个，IC插座1个，10uF电解电容1个， 6*6*5mm轻触按键开关1个，12MHz石英晶振1个，30pF瓷片电容2个，100uF电解电容1个，104瓷片电容1个，六脚自锁开关1个，DC插座一个。 1.2 电路组成 1.2.1电源模块 本光立方系统采用5伏电源的移动充电宝进行供电，将电源接于电路DC插座，后将阳极接上六角自锁开关的4脚，将5脚接给系统各VCC处供电。六脚开关弹起时为断路状态，45脚不联通，系统断电；按下后45脚联通，电源给系统供电。 图 1-1 电源模块原理图 1.2.2显示模块 本光立方采用2*3*4mm二极管LED蓝色灯做为显示灯，共64颗灯，搭建为4*4*4的立方体。光立方层共阴，列共阳，通过单片机控制到每一颗灯的亮灭。 1.2.3时钟电路
河北联合大学课程设计报 告书 项目名称：3D4光立方 班级： 2014/12/13 目录 一、摘要 二、设计目的与要求
2.1设计目的 2.2设计要求 三、方案设计 3.1硬件方案设计 3.1.1系统流程图 3.1.2 STC89C52RC单片机 3.1.3单片机资源及配置 3.1.4复位电路 3.1.5时钟电路 3.2软件方案设计 3.3电源模块的实现 四、电路原理图 4.1最小系统原理图 4.2各层LED引脚图 五、测试及分析 5.1 测试方法及结果 5.2 分析与结论 六、实物图展示 七、心得体会 八、参考文献 附件
一、摘要： 当今社会，随着电子行业的不断发展，单片机凭借着其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用广泛，发展迅猛。单片机体积小，质量小，抗干扰能力强，对环境要就不高，价格低廉，灵活性好，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。 此次数电课程设计，我们采用的是STC89C52RC系列的单片机，利用此单片机来控制一个“光立方”。光立方顾名思义就是一个立方体，我们采用的是4*4*4的模式，将LED灯分成四层，利用程序来编写各种不同的效果来控制LED的亮灭，最终使得整个立方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】立体点阵 STC89C52单片机 二、设计目的与要求 2.1设计目的 ⑴．进一步掌握了模电和数电的知识。 ⑵．熟悉LED点亮条件及其工作原理。 ⑶．熟悉光立方显示的原理及其相关的线路连接。 ⑷．通过此次的电路焊接和调试提高自己的动手及其分析问题的能力。
青岛理工大学琴岛学院 实习报告 实习名称：光立方_____________ 实习性质：_________ 系部: 机电工程系____________ 专业班级：______ 学号：— 学生：_______________ 指导教师：____________ 青岛理工大学琴岛学院教务处 2016年4月25日
、实习过程 在前段时间我们进行了为期一个月的校内实习，制作一些可用的商品，我选择的是光立 方。光立方是利用单片机控制8*8*8的LED光立方显示一些3D的图形。设计内容包括了时钟 电路、复位电路、三极管驱动电路、LED光立方电路等几部分的设计。制作的过程分为三个 阶段包括元器件的选择、电路的组装和焊接、商品的调试。 1元器件的选择 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，外部复位可不可用；（4）速度快，比8051快8-12倍； 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，ULN2083 是八重达标顿，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+。输入电平信号为0,或5V.输入0时，输出达林顿管截至。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。 由于在刚刚接触锁存器的时候，就接触了74HC573,对它的使用也比较成熟，因此在驱动部分使用了熟悉的74HC573其优点有（1）高组态：就是输出不是高电平也不是低电平，而是高组态状态，在这种状态下，可以多个芯片并联输出。（2）数据锁存：当输入的数据消失时， 在芯片的输出端，数据仍然保持?（3）数据缓冲：加强驱动能力。（4）LED灯的选择，出于外观和整体的形状美观，让我们放弃我们经常用的草帽型LED,采用的方形高亮的LED灯。 2、电路的组装和焊接