光立方设计报告

学校代码：10129系别：计算机技术与信息管理系年份：2015毕业设计说明书题目：单片机8*8*8光立方小组成员：孟斌、静厚霖、宋金宝班级：11计教甲班指导教师：郭彬年月摘要随着人们物质生活水平的提高，人们对精神生活的追求也愈加强烈，对信息的渴求已成为了人们必不可少的需要，更加简捷与新颖的信息传递方式无疑会给人们带来耳目一新的感受。

而现代工具务求简捷化、便携化，因此，光立方显示装置的到来，必将会给人们带来一种新的方便的文化传递方式。

单片机8*8*8光立方，在60周年国庆大典上，在天安门前，被称为三大国宝之一的节目就是由我们小组所选的设计光立方组合而成；并且光立方是由LED灯组成，近看几年的发展，LED灯的用途越加的广泛起来，小组看到LED灯的发展前景，经过小组讨论，依据上述两点，最终决定选择光立方作为毕业设计。

光立方是基于人的视觉暂留原理的，通过分时刷新8*8*8构成的512个LED灯来显示输出文字或图案等信息的立体显示装置。

输出信号频率的控制通过单片机连接74hc573芯片来实现，由于人的视觉暂留原理，会由8个LED灯为列到8*8个LED灯为面再到8*8*8个LED灯为立方的过程产生一个立体的视觉效果，在立体视觉效果内的LED灯通过不同频率的刷新，会在立方区域内产生三维立体的图像，从而达到在该立体视觉上传达信息的作用。

本文以单片机、74hc573芯片、LED灯的实际应用为背景，介绍了以单片机、74hc573芯片、LED灯为核心系统的光立方立体显示设计的基本结构和基本原理。

【关键词】单片机、74hc573芯片、LED灯目录引言 (2)一．系统设计方案 (1)1.设计目的 (2)2.设计要求 (2)3.设计思路 (2)二．系统硬件设计 (4)1.基本原理图 (4)2、各部分功能 (4)（1）外部驱动电路模块 (4)（2）LED显示模块 (5)3、系统硬件 (5)（1）单片机控制 (5)（2）显示功能 (5)三．系统软件设计 (7)1.软件设计思路 (7)2.主程序流程图 (7)四．系统的硬件调试及软件调试 (8)1.常见的硬件故障 (8)（1）逻辑错误 (8)（2）器件失效 (8)（3）可靠性差 (8)（4）电源故障 (8)2.硬件调试方法 (8)（1）脱机调试 (8)（2）联机调试 (9)3.软件调试方法 (9)4.具体调试过程 (10)五、有关光立方的制作过程和心得体会 (11)六、作品使用说明 (13)七、制作过程 (14)1.LED灯面的焊接方式 (14)2.逐层LED灯负极的焊接 (16)3.电路版制作 (18)4.电路板上飞线的制作 (19)5.显示部分与电路板之间的焊接 (20)6.每层LED灯负极信号飞线的焊接 (21)八、总结 (22)九、致谢 (23)十、参考文献 (24)引言单片机是随着大规模集成电路的出现极其发展，将计算机的CPU，RAM，ROM，定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成了芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单片微型计算机。

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。

一、摘要本实验旨在设计并实现一个音乐光立方，该光立方能够根据音乐的节奏和旋律变化，动态地展示出绚丽的视觉效果。

通过巧妙地结合音乐信号处理和LED显示技术，使光立方能够“跳舞”，为观众带来一场视觉盛宴。

本报告详细介绍了音乐光立方的整体设计、电路设计、软件编程以及实验结果。

二、目的与要求1. 设计并实现一个音乐光立方，使其能够根据音乐节奏和旋律变化动态显示。

2. 确保光立方显示效果丰富、绚丽，给观众带来视觉冲击。

3. 控制光立方功耗，确保其长时间稳定运行。

三、整体设计1. 硬件设计：- 采用Arduino作为主控芯片，负责接收音乐信号、控制LED灯的显示。

- 使用多个LED灯组成一个立方体，每个LED灯通过独立驱动电路连接到Arduino。

- 引入麦克风作为音乐信号输入设备，将声音信号转换为电信号。

2. 软件设计：- 编写程序实现音乐信号处理，提取音乐节奏和旋律信息。

- 根据音乐信号变化，实时调整LED灯的亮度、颜色和闪烁频率，实现动态显示效果。

- 设计多种显示模式，如音乐节奏模式、旋律模式、全彩模式等。

四、电路设计与元件选择1. 主控芯片：Arduino UNO2. LED灯：RGB LED灯，数量为8个3. 驱动电路：采用NPN三极管驱动LED灯，每个LED灯独立驱动4. 麦克风：动圈式麦克风5. 电阻、电容等元件：用于电路搭建和滤波五、模块电路的组装与焊接1. 按照电路图连接各个元件，确保电路连接正确。

2. 使用万用表测试电路连通性，确保无短路、断路等问题。

3. 组装麦克风、LED灯和Arduino主控板，连接电源。

六、电路的调试和调试出现的问题1. 连接电源，运行程序，观察LED灯显示效果。

2. 调整程序参数，如亮度、颜色、闪烁频率等，以达到最佳显示效果。

3. 在调试过程中，发现以下问题：- 部分LED灯显示效果不佳，经检查发现驱动电路存在故障，更换驱动电路后问题解决。

- 麦克风灵敏度不足，导致音乐信号处理效果不佳，调整麦克风位置和灵敏度后问题得到改善。

光立方实训报告学院：电子与信息学院姓名：杨国伟班级：14通信工程2实验地点：实验楼203 实验日期：2015年12月一、实训目的熟悉电路板及电子产品的制作全过程二、实训内容主要介绍基于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，最终使得整个立体展现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂，绚丽多彩！三、实验原理通过单片机的IO口控制LED的阳极和阴极的高低电平，进而利用程序里输出的变化实现不同LED灯的亮灭。

四、实训器材单片机最小系统板1块，万能板1块，发光二极管64个，330Ω排阻3个，双排弯针若干，杜邦线若干五、实训步骤步骤1：把发光二极管插在板边缘3*3mm的小洞处，刚好能卡住圆柱头的发光二极管，然后把引脚对准万用板的网格线（红线标示处）压弯，如图所示：步骤2：将已经压弯的LED卡在双排弯针上，如图所示。

仔细观察，发光二极管的每个引脚各有一个节点（红色箭头标示处），将LED较长的引脚向下掰，使长的引脚和短的引脚夹角为90度，用万能板上的网格线来校正。

将所有的64个LED都做成这样步骤3：将4个LED卡在双排弯针上，每两个LED之间间隔是三节排针，LED的两个引脚与双排弯针的针头对齐，如红线所示然后开始焊接。

每4个焊一排，焊完总共16排步骤4：将一排LED卡在双排针上，然后再卡一排，将两个卡了LED的排针插在万用板上，两个排针间的距离为三个孔，如图所示然后焊接，4排为一面。

总共焊4面步骤5：将上图左侧的引脚掰弯90度，然后将四面LED插入万能板，焊接起来，如图所示然后LED的灯体就制作完成了底面图：六、实训心得通过这次光立方实训，除了锻炼了个人的动手能力，也锻炼了小组的团队合作分工能力。

在这次实训的过程中，焊接LED灯花费我们组不少时间，而且焊接起来不容易，不过，最终我们小组彻底完成了这个作品。

实验过程中提高了对单片机的兴趣，研究的目的与内容就是希望通过此次的光立方的设计，好好发挥在课堂所学的知识并学习在课程中没有接触到的知识，真正的掌握一些有帮助的实践知识。

444光立方设计报告目录第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 STC89C52AbstractIn 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绪论为了让我们更加深入的了解单片机的原理及其部结构和功能，黄老师让我们用51单片机制作一个小作品，于是，我们组选择了制作4*4*4的光立方。

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==光立方实验报告篇一：魔幻光立方目录一、实验背景 .................................................................. .. (2)二、实验目标 .................................................................. .. (3)三、实验目的 .................................................................. .. (3)四、预期安排 .................................................................. .. (4)五、元件清单 .................................................................. .. (4)六、实验原理 .................................................................. .. (6)??基本介绍 .................................................................. .. (6)??系统设计 .................................................................. .. (7)??6.1 主控模块 .................................................................. (7)??6.2 驱动模块 .................................................................. (7)??6.3 显示模块 .................................................................. (7)七、全过程记录 .................................................................. . (8)7.1灯体折弯 .................................................................. . (8)7.2模板制作 .................................................................. . (9)7.3开始焊接 .................................................................. . (9)7.4整体连接 .................................................................. .. (12)7.5加载程序 .................................................................. .. (13)??系统原理 .................................................................. . (13)7.6效果展示 .................................................................. .. (14)八、测试部分 .................................................................. (14)8.1硬件测试 .................................................................. .. (14)8.2软件测试 .................................................................. .. (15)九、问题与应对 .................................................................. .. (15)十、小结与感想 .................................................................. (16)十一、组员分工 .................................................................. (17)十二、参考文献 .................................................................. (17)附录 .................................................................. ..................................................................... (18)??组员信息 .................................................................. (18)??程序清单（略） .............................................................. . (18)魔幻光立方一、实验背景光立方最早出现于201X年的10月1日的天安门广场上，是为了庆祝国庆联欢晚会而面世（如下图）。

电子设计报告书--基于单片机的光立方制作作品名称： 8*8*8光立方制作基于单片机的光立方设计摘要：本次主要是介绍基于STC12C5A60S2 单片机的光立方设计，通过STC12C5A60S2 单片机、74HC573芯片和ULN 2803芯片控制led灯的亮灭实现8*8*8光立方的制作，并使光立方呈现出立体的动画效果。

关键词：单片机、光立方、74HC573、ULN2803一、绪论大一的时候就很想做一个电子作品了，但那时因为知识面和时间的限制，没有达成这么一个小目标，现在，终于又有了这么一个机会去制作一个电子作品，所以当我看到这个比赛时，立刻就找了几个志同道合的同学组建了一支队伍。

由于大家都是第一次参加这种类型的比赛，所以刚开始都不知道要弄个什么作品比较好。

选难度太大的去做又有种一步登天的味道，太简单的感觉弄出来也学不到太多东西。

然后加上之前有在网上看到过许多光立方的视频，觉得挺炫酷的，加成本低廉，所以我们小组就一致决定要制作一个8*8*8的光立方。

二、功能简介在查阅了许多相关资料之后，我们决定焊接一个含有以下功能的8*8*8光立方。

1、能通过单片机控制每个led灯的亮灭2、能通过单片机程序工作能表示一些简单的动画图案2、作品含电源总开关、两个按键电路和复位按键3、具备USB接口通电和下载程序的功能三、总体设计思路通过以STC12C5A60S2单片机为控制核心设计一个由512个蓝色LED灯组成的光立方。

系统主要由主控、驱动、显示等模块构成。

主控方面采用STC12C5A60S2单片机作为主控芯片，因为STC12C5A60S2单片机比常用的89c51单片机内存大很多（89c51只有8K的内存，STC12C5A60S2则有60K），而光立方需要形成多种动画程序量大，可能会有溢出的情况发生。

而且TC12C5A60S2单片机比常用的89c51单片机运行速度快很多（大概快8-12倍）；所以主控芯片我们决定采用STC12C5A60S2单片机。

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。

光立方实验报告光立方实验报告引言：在物理学中，光的传播和反射一直是研究的重点。

为了更好地理解光的行为和特性，我们进行了光立方实验。

本实验旨在通过观察光在不同介质中的传播和反射现象，探究光的折射和反射规律。

实验过程：1. 实验器材准备我们使用了一个光立方装置，其中包括一个透明的立方体，一束激光器和一块白色的观察屏幕。

实验器材的准备是确保实验的顺利进行的第一步。

2. 光的传播观察将激光器对准光立方的一面，使光线垂直射入立方体。

我们可以清晰地看到光线在立方体内传播的路径。

通过观察，我们发现光线在传播过程中发生了折射现象，即光线改变了传播方向。

3. 光的反射观察将激光器对准光立方的另一面，使光线以一定的角度射入立方体。

我们可以观察到光线在立方体内发生了多次反射，最终射出立方体。

通过调整入射角度，我们还可以观察到全反射现象，即光线完全被立方体内壁反射，不再射出。

实验结果与讨论：1. 光的折射规律根据我们观察到的光线传播路径，我们可以得出结论：光在从一种介质进入另一种介质时，会发生折射。

根据斯涅尔定律，折射光线的入射角和折射角之间满足一个特定的关系。

这个关系可以用折射率来表示，折射率是介质的一个重要物理特性。

2. 光的反射规律通过观察光线在立方体内的反射现象，我们可以发现光的反射规律。

根据反射定律，光线的入射角等于反射角，而且入射光线、反射光线和法线三者在同一平面上。

这个规律在光立方实验中得到了验证。

3. 全反射现象我们还观察到了全反射现象。

当光线从一个折射率较大的介质射入折射率较小的介质时，入射角超过一个临界角，光线将完全被反射，不再穿过界面。

这个现象在光纤通信等领域有重要应用。

结论：通过光立方实验，我们深入理解了光的传播和反射规律。

光的折射和反射是光学研究的基础，对于理解光的行为和应用具有重要意义。

本实验的结果与讨论为我们提供了实验数据和理论依据，为进一步研究和应用光学提供了基础。

总结：光立方实验是一种简单而有效的实验方法，通过观察光线在立方体中的传播和反射现象，我们可以深入理解光的折射和反射规律。

光立方个人总结模板篇一：光立方设计总结报告一．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的8位移位寄存，74hc138是3位8出的译码器，用来信号的输出。

方案二：SM16126和74HC138组成的驱动电路。

SM16126具有亮度调整功能，通过调节R_EXT端的电阻大小或者PWM，就可轻松做到亮度可控。

4片SM16126构成了64位的静态显示，可显示一层的图像也就是一个二维画面。

层切换是通过3-8线译码器74HC138，对控制器输出的层信号译码，然后通过P沟道MOS管4953放大后驱动LED光立方一层的二极管阳极，此时对应SM16126移位后的并行数据就被显示出来了。

然后通过协调层的数据和层的选通，动态显示后就能做到立体控制与显示。

方案三：74HC573和ULN2803组成的驱动电路。

采用74HC573暂存的方法，来分别把8个灯的亮灭信息储存，74HC573的64个输出引脚控制前面所述每一个面的8个灯。

而ULN2803控制灯的每一个层，每个573输出的引脚对应的按顺序的X轴的8个引脚。

由于光立方需要输出足够大的电流，而74H573能够满足要求，故采用方案三。

三、电路设计1、STC12C5A60S2最小系统2、64灯控制显示模块3、层控制模块4、下载口模块5、四角电源指示灯模块四、程序设计程序设计遵照以下流程，打开开关，按下模式键进入全局扫描，以检测有无坏灯。

按下模式键，选择光立方工作的模式，并在光立方上显示，具体如下：音频模式（A），动画模式（N），夜灯模式（L），上位机模式（Z）。

选择“进入”进入所选模式，在模式进行中按下“退出”可总之该模式并重新选择模式。

基于单片机的光立方设计一、前言光立方是一种利用LED灯组成的立方体，通过控制LED灯的亮灭来实现不同的效果。

在现代科技发展中，光立方已经成为了一种非常流行的DIY电子制作项目。

本文将介绍基于单片机的光立方设计。

二、材料准备1. 单片机：使用AT89C51或者AT89S52单片机2. 电容：1个16V 100uF电解电容，1个10V 100nF陶瓷电容3. 晶振：使用12MHz晶振4. LED灯：64颗RGB LED灯5. 面包板和杜邦线三、硬件设计1. 硬件连接图2. 硬件说明：（1）晶振连接：将晶振两端分别连接到单片机的XTAL1和XTAL2脚上，并且需要在晶振两端分别连接一个22pF陶瓷电容。

（2）复位电路连接：将复位开关连接到单片机的RST脚上，并且需要在RST脚上连接一个10KΩ上拉电阻。

（3）LED灯连接：将64颗RGB LED灯按照8*8的矩阵排列，并且需要将每个LED灯的正极连接到单片机的P0口，将每个LED灯的负极连接到GND上。

四、软件设计1. 软件流程图2. 软件说明：（1）初始化：在程序开始时，需要对单片机进行初始化操作，包括设置IO口方向、设置定时器等。

（2）显示模式：根据用户选择的不同模式，控制LED灯的亮灭来实现不同的效果。

（3）定时器中断：使用定时器中断来实现LED灯的闪烁效果。

五、总结基于单片机的光立方设计是一种非常有趣和有挑战性的DIY电子制作项目。

通过本文所介绍的硬件设计和软件设计，可以实现不同模式下LED灯的亮灭控制。

同时，这也是一个非常好的学习单片机编程和电子电路知识的机会。

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。

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3D4光立方设计说明书课题名称:基于STC12C5A60S2的LED立方体设计学生姓名专业电子信息工程技术班级时间指导教师目录一、摘要 ---------------------------------------2二、设计目的与要求 ------------------------ 22.1设计目的 -----------------------------------22.2设计要求 -----------------------------------3三、硬件方案设计 ---------------------------33.1单片机资源分配情况 ------------------- 33.2复位电路 ---------------------------------- 43.3时钟电路 ---------------------------------- 43.4系统的工作原理图 -----------------------53.5焊接实物图 -------------------------------6四、软件设计 ---------------------------------74.1系统框图 -----------------------------------8五、心得体会 ----------------------------------8六、参考文献 ----------------------------------8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。

对于我们来说，学习单片机也有半年之久了，对单片机有了大体的了解，此次单片机课程设计，我们采用的是STC12C5A系列的单片机，利用此单片机来控制一个“光立方”。

一、实验背景光立方是一种集光、电、机械于一体的智能控制设备，通过LED灯珠的排列组合，实现各种图案和动画的显示。

近年来，随着科技的发展，光立方在舞台、广告、装饰等领域得到了广泛应用。

为了更好地了解光立方的原理和应用，我们开展了光立方实验。

二、实验目的1. 掌握光立方的基本原理和制作方法。

2. 熟悉光立方控制软件的使用。

3. 学习光立方在舞台、广告、装饰等领域的应用。

三、实验原理光立方由多个LED灯珠组成，通过控制LED灯珠的亮灭，实现图案和动画的显示。

实验中，我们采用Arduino作为控制核心，通过编写程序控制LED灯珠的亮灭。

四、实验材料1. Arduino开发板2. LED灯珠3. 阻容元件4. 连接线5. 光立方控制软件6. 电脑五、实验步骤1. 硬件连接（1）将LED灯珠按照光立方规格排列，确保每个灯珠的引脚对应。

（2）将LED灯珠的阳极连接到Arduino开发板的数字输出端口，阴极连接到GND。

（3）在Arduino开发板上连接阻容元件，用于限流和保护LED灯珠。

2. 软件编写（1）下载并安装光立方控制软件。

（2）根据实验需求，编写控制程序，实现图案和动画的显示。

（3）将编写好的程序上传到Arduino开发板。

3. 程序调试（1）打开Arduino IDE，编写程序，设置LED灯珠的亮灭时间、颜色等参数。

（2）将程序上传到Arduino开发板，观察光立方显示效果。

（3）根据实际效果，调整程序参数，直至达到预期效果。

4. 应用实践（1）将光立方应用于舞台灯光效果。

（2）将光立方应用于广告展示。

（3）将光立方应用于装饰品制作。

六、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们成功制作了一个光立方，并实现了多种图案和动画的显示。

实验过程中，我们学习了Arduino编程、LED灯珠控制等技能。

2. 实验分析（1）光立方原理简单，易于实现。

（2）通过编写程序，可以控制光立方显示各种图案和动画，具有很高的应用价值。

单片机课程设计报告题目基于单片机的4*4*4光立方设计系别计算机科学系专业计算机科学与技术班级学号姓名指导教师日期【摘要】当今社会，随着电子行业的不断开展，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局部。

我们学习单片机也一个学期了，此次单片机课程设计，我采用的是STC12C5A60S2系列的单片机，设计一个4*4*4模式的"光立方〞。

将LED灯分成4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变换，美轮美奂，绚丽多彩。

【关键词】单片机课程设计光立方1绪论1.1课题研究的背景"光立方〞一词正逐渐引起了全国人民的关注，并得到了全球的高度肯定。

所谓"光立方〞：就是在平面LED根底上开展起来的新的显示技术，通过复杂的程序控制，在三维空间能够显示具有立体感的图形、动画等。

由此，也掀起了光立方的设计与学习热潮，在原有的根底上不断增加难度，增加变换把戏，吸引电子爱好者对其研究、创新。

光立方是由LED灯组成，由于发光二级管质量比较稳定，使用寿命长，不用频繁地去更换，能减少本钱，更节能。

光立方作为一种特殊的显示资源，已用于一些广告行业、家庭、娱乐厅、会议室、大型演唱会、城市地标广场等场所的布置和装饰，还可以用于更广泛方面，具有广阔的应用前景。

1.2课题研究的意义本次毕业设计一改传统的平面流水灯的风格，而是从平面向立体开展，通过更宽广的三维空间呈现出更加绚丽的效果，直接冲击着人们审美视觉，不在停留在乏味的平面成像。

光立方主体局部由64个LED灯组成，在制作过程中锻炼学习动手焊接能力，并以低本钱，智能化产品对实现经济利益、商业价值的形成具有积极的推动作用。

光立方的研究极具创意和启发，而且可以低本钱、高效益的研究未来的3D技术。

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。