01学期项目设计报告-光立方学期项目设计报告完成日期：2013年12月17日名目1 摘要42 绪论43 光立方项目方案53.1 硬件：53.2 光立方的点阵部分，步骤：63.3 焊接注意事项：6焊好的led点阵插到PCB板上用上位机led全亮指令，测试。
6 3.4 软件：63.5 整体框图64 系统硬件74.1 C PU：74.2 L ED灯： 74.3 P CB板： 74.4 A rduion板：84.5 A rduino uno R3板：84.6 缩小版uno操纵模块：错误!未定义书签。
4.7 通信协议模块：85 系统软件设计95.2 l ed edit 操纵软件: 95.3 l ed gameserver 游戏操纵软件: 95.4 a rduino 编程软件：96 整体性测试及所遇咨询题106.1 整体搭建完成以后的测试106.2 调试中遇到的咨询题107 设计总结118 致谢129 参考文献1210 附录1310.1 设计实物图成效图13 10.2 程序清单1310.3 电路图14摘要本设计制作出一个三维立体显示图案的lED光立方。
本产品不仅能够像发光二极管点阵一样显示平面的静态或动态画面，还能够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成效，能够广泛用于传媒信息显示和各种装饰显示，为今后显示技术的进步和进展指导了方向，光立方显示比发光二极管点阵更具有视觉成效，而且画面图案更加丰富多彩。
本设计是用采为核心操纵器，ATMga32PU扩展I/O口，完成硬件电路设计。
通过软件编程操纵数据下载到单片机完成设计图案的显示。
软件采纳自上而下的模块化设计思想，使系统朝着分布式、小型化方向进展，增强系统的可扩展性和运行的稳固性。
我们的光立方要紧功能是在整体上实现画面立体的显示，实现动态的实时3D显示成效，同时能够按照要求改变程序的数组部分就可实现画面的自主定义，也可自己写更多美轮美奂的图形。
即可显示出我们想要的3维立体图形，字母，数字，也可实现图形字母数字的来回变换，移动和交替的变换，达到不间断的变换成效。
绪论中国LED等从上个世纪90年代初开始起步，之后都处于快速进展中，2007、2008年为进展最快的两年。
时至今日，LED显示屏已应用于各行各业中，现在就让我们来讲讲中国LED显示屏行业风风雨雨走过的20载。
目前中国LED显示屏的产能远远大于市场需求，产能过剩明显。
增长放缓也造成了目前LED显示屏行业僧多粥少的局面。
价格将成为推动LE D显示屏市场快速进展的第一要素。
目前LED显示屏行业大打价格战，毛利率进一步下降的同时也削弱了厂商自身的盈利能力。
目前LED显示屏产业的细分化程度专门高，不仅配件材料供应格局稳固，同时各项配件材料毛利率也大幅降低。
LED显示屏是由多种配件材料组装而成，要紧的技术集中在LED 灯珠、操纵系统、驱动IC、驱动电源四个方面。
对绝大多数LED显示屏厂商而言，并不拥有绝大部分核心技术以及专利。
因此，LED显示屏厂商专门难通过技术革新实现快速进展，更多依靠稳固的渠道或工程项目。
从目前的进展情形来看，渠道商或工程项目都成了LED显示屏厂商争抢的稀缺资源。
有实力的LED显示屏厂商都有着稳固的渠道或者工程项目。
由过亿元LED显示屏厂商所构成的上层格局差不多形成，新进厂商想要打开渠道不仅难度大，代价也专门大。
光立方项目方案由于刚接触Arduino，对它的认识还只是皮毛。
学校安排的微操纵器实训，对我来讲专门有挑战，我也专门感爱好，我想到了做光立方，由于对着方面了解太少，因此我买的套件（圣源淘宝买的），PCB板确实是成品，我的能力临时做不出来，请老师谅解!（pcb板只是焊上了芯片和贴片电阻）。
此次所做光立方为8*8*8的为3d8s光立方，大体介绍如下：硬件：光立方驱动板(PCB板），Arduino主控板（也可用我们上课用的Arduino uno 板！），US B数据线，512个3mm雾面蓝色led，另外用四个led做驱动板的垫脚！。
硬件上的重点是512个led的焊接！焊接方法大体如下：1.需要自制一个led搭接板，尺寸为22.86*22.86，分为六十四个格，点与点的间距为2.9。
光立方的点阵部分，步骤：（1）先把512个LED，负级全部弯成90度(2）摆到搭建模版上，进行负极与负极间的焊接，一共是8列。
(3) 歪曲正极90度，进焊接，一共7列。
（此为一层，此焊法，共焊8层！）焊接注意事项：焊好的led点阵插到PCB板上用上位机led全亮指令，测试。
软件：用Arduino编程软件编程，也可利用上位机实现LED的焊接，把2个LED的负极焊接在一起（注意焊接时候速度要快，要不然温度会损害LED.还有确实是LED的负极不要碰到正极）。
弯曲的正极，要和负极间有一定的距离。
全部的正极弯曲成90度，至于负极的上层。
注意！只要弯曲7列就能够了，最后一列不用弯曲。
（最后用来连接层用的）测试led点阵，用上位机测试，将led的变幻（此方法不需要编程）。
整体框图系统硬件CPU：微处理器的英文缩写是CPU，即中央处理单元，是运算机的核心部分，运算机完成的每一件工作，差不多上在它的指挥和干预下完成的。
运算机配置的CPU的型号实际上代表着运算机的的差不多性能水平LED灯：即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。
LED能够直截了当发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
本项目所需是蓝色LED 灯。
PCB板：确实是印刷电路板（Printed circuit board，PCB）。
它几乎会显现在每一种电子设备当中。
如果在某样设备中有电子零件，它们差不多上镶在大小各异的PCB上的。
除了固定各种小零件外，PCB的要紧功能是提供上头各项零件的相互电气连接。
随着电子设备越来越复杂，需要的零件自然越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集了。
裸板（上头没有零件）也常被称为"印刷线路板Printed Wiring Board（PWB）"。
板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。
在表面能够看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部份被蚀刻处掉，留下来的部分确实是变成网状的细小线路了。
这些路被称作导线（conductor partern）或称布线，并用来提供PCB上零线的电路连接。
通常PCB的颜色差不多上绿色或棕色，这是阻焊漆（solder mas k）的颜色。
是绝缘的防护层，能够爱护铜线，也能够防止零件被焊到不正确的地点。
在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面（silk scrccn）。
通常在这上面会印上文字符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置。
丝网印刷面也被称作图标面（legend）。
Arduion板：Arduino是一块基于开放源代码的USB接口Simple i/o接口板（包括12通道数字GPIO，4通道PWM输出，6-8通道10bit ADC输入通道），同时具有使用类似Java,C语言的IDE集成开发环境。
Arduino uno R3板：Arduino UND是Arduino USB接口系列的最新版本，作为Arduino的平台的参考标准模板。
UND的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/（其中6路可作为PWM输出），一个16MHZ晶体振荡器，USB 口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按键。
4.6 缩小版uno操纵模块：基于arduino uno模块下的缩小版的操纵模块4.7 通信协议模块：基于arduino uno模块下的缩小版的操纵模块，此模块已写入通信协议，切不可写入任何程序！作为用电脑端操纵软件空的中间传输条件！系统软件设计上位机、led edit 操纵软件，led gameserver 游戏操纵软件。
此次所用的三个软件必须在通信协议模块的配合才能使用led edit 操纵软件:led gameserver 游戏操纵软件:arduino 编程软件：整体性测试及所遇咨询题整体搭建完成以后的测试1 整体搭接完成以后，在通信模块的配合之下，通过电脑用上位机软件，进行整体测试。
2 用上位机软件测试方便快捷，如果搭接有咨询题，能够及时发觉，及时纠正。
3 测试完成以后就能够利用操纵模块进行动画成效的显示调试中遇到的咨询题1. 焊接的时候烙铁温度调的太高，温度过高，导致二极管的阻抗改变，因此显现了咨询题，用表量了一下被烧穿了，总共换下了20多个坏掉的LED灯。
2. 点亮LED时，第四行一竖排都不亮，第二行一竖排只有两个亮，第二竖排是因为焊接的不牢断开了，第四排是驱动模块引脚虚焊。
3. 在利用外接arduino uno 板操纵时，显现无法操纵现象，解决方法为，去掉通信模块，单独操纵。
4. 利用电脑软件和通信模块操纵时，显现频出现象，经检查为通信模块受损所致。
5. 由于焊接缘故和各模块之间的频繁切换，导致光立方点阵的灯显现受损现象，经更换成效正常7 设计总结今年我们开的课程与以后的工作有着紧密的关联，这一学期我们进行了为期两周的单片机实训，它是对我们所学知识的全面总结和综合应用，有为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端。
这次实训我们组选择的实训选题是：LED光立方景观灯，基于单片机的8*8*8的光立方的设计。
此次的设计预期要求：LED显示屏各点亮度平均、充足，可显示或图形和简单文字、数字，而且显示的图形、文字、数字显示稳固、清晰无干扰。
图形、文字、数字显示有静止、移入、移出等显示方式。
为了完成这些预期要求，我查阅了专门多资料，持续向老师、同学请教，以确保设计的电路系统完整，能实现最完美的系统功能。
通过这几个月的学习，我们组吧Arduion板与光立方连接起来。
没有吧之前的预想全差不多上实现，然而我们差不多专门努力了。
总的来讲这次的实训完成我认为专门成功，不仅学到了许多课本上学不到的知识，提升了我们的动手能力，512个LED等的初期制作，让我们学会了认真认真有耐心的完成一件事，在焊接过程中我们明白得了动手能力的重要性，在这次实训中丰富了我们的创新和制造的思维。
有点缺点确实是时刻有限不能更加深入和扩展学习和研究、对C语言的了解不是专门透彻，不能修改程序。
本来想加上蓝牙的，但是加上了可不能给连接好就舍弃了，这次实训设计的经历让我对Arduion单片机的一些特点、性能，以及应用及原理有了深刻的了解，真正做到了学有所得、学有所用，能够讲获益匪浅。
然而总的来讲，由于我们的英文水平有限，往常也没接触过C语言，更没深入了解C语言，因此我们单片机项目的程序专门难读明白，导致这次的项目程序没有修改好，这是专门大的遗憾因此在设计思路和实现功能上难免有些不足之处。
