迷你888光立方制作教程

8*8*8光立方摘要本设计制作出一个三维立体显示图案的LED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，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。

本设计是采用STC15W4K58S4单片机为核心控制器，74HC595扩展I/O口，完成硬件电路设计。

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STC15W4K58S4单片机； ULN2803驱动管；74HC595。

目录8*8*8光立方 (1)1、设计要求与方案 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计思路 (1)2、工作原理 (1)2.1模块的简介 (1)2.2 8*8*8光立方工作原理 (1)3、方案选择 (2)3.1电源的选择 (2)3.23D显示核心控制芯片 (3)3.3I/O口扩展芯片的选择 (3)3.4LED发光显示二级管 (3)4、硬件整体设计概述及功能分析 (3)4.1系统概述 (4)4.2系列单片机简介 (5)4.3时钟电路设计 (5)4.4 复位电路设计 (5)4.5 74HC5795芯片连接电路图与介绍 (6)5、主程序设计思路 (7)5.1显示程序的设计 (7)6、硬件电路设计 (8)6.1焊接准备 (8)6.2 焊接步骤 (8)6.3 焊接技巧 (8)7、收获总结 (9)1、设计要求与方案1.1 设计目的在当今的信息化社会中，为追求逼真、清晰的3D视频显示，平面的二位显示早已不在是主流，为此制作出一个三维立体显示图案的LED光立方。

该设计方案将打破了传统的平面显示视频的方法，该方案设计的LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，可以广泛应用于各种工场合的多种用途。

CUBE8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。

其最大的特点，就是带给你未来3D技术的科技体验。

光立方并非我的首创，在网上早有光立方的视频。

许多电子爱好者，看过这些视频之后，都会被其超酷的3D显示效果所震撼，我就是其中之一，于是我也想仿制一个玩玩。

在网上搜索了大量相关资料后，我却发现，网上各种版本的光立方的制作方法都很复杂，不仅需要很强的动手能力来组装512个排列整齐的LED和金属支架，还需要有足够的耐心设计一大堆单片机和驱动芯片，最后还要为硬件成品设计显示程序，好让光立方动起来。

这样看来，不是高级焊接技师兼资深单片机工程师的"小菜"们，想制作出一个拿得出手的光立方，还不如直接购买我精简设计的光立方套件。

对，我要为电子制作爱好者设计一款只许极少元器件、制作简单、能让初学者也可以制作出来的规范、美观的光立方套件。

当我这么想的时候，我那天马行空的大脑开始运转，在想像力的世界里设计着前所未有的光立方。

首先这个光立方必须制作简单，简单到整机只有一个芯片。

然后要保证制作美观，将动手能力导致的美观差异降到最低。

在保证以上两点的情况下，如果还可以让它的功能强大，且有爱好者自由发挥的空间，那么我的光立方将会是一个完美的设计--至少我自己这样认为。

功能方面，它除了要能显示3D图形，还需要有多级亮度和速度调整，最好可以有音频显示功能，像DIS.MUSIC21音乐显示器一样。

当然，还要为单片机爱好者设计一个用户自定义图形功能，连接普通的单片机就可以显示出爱好者自己编写的图形。

这样，不仅让光立方的显示更丰富，而且从中又锻炼了爱好者的3D编程能力。

最后，还要用高质量的设计、材料和生产工艺，让品质对得起硬件的精简设计。

用炫酷、连贯、有节奏的图形效果，让显示效果对得起高品位要求的观众。

这么经典的设计，需要一个简洁、响亮的名字，立方体的英文单词是Cube,又因为我要制作8×8×8的3D显示阵列，所以综合得名--CUBE8光立方。

888光立方课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握光立方的基本原理和制作方法，培养学生的创新意识和动手能力。

具体分为三个部分：1.知识目标：学生能够理解光立方的物理原理，包括光的传播、反射、折射等；掌握光立方的制作流程和技巧。

2.技能目标：学生能够运用光立方原理，独立完成一个光立方的设计和制作；培养学生的团队协作能力和问题解决能力。

3.情感态度价值观目标：学生能够认识到光立方在科技领域的应用价值，激发对科技创新的热爱和好奇心；培养学生的创新精神和实践能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括光立方的原理、制作方法和应用。

具体安排如下：1.第一章：光立方概述，介绍光立方的定义、发展历程和应用领域；2.第二章：光立方的物理原理，讲解光的基本性质、光的传播、反射、折射等现象；3.第三章：光立方的制作材料和工具，介绍光立方制作所需的材料、工具及其使用方法；4.第四章：光立方的制作流程，讲解光立方的设计、搭建、调试和优化等环节；5.第五章：光立方的创新应用，介绍光立方在各个领域的应用案例，探讨光立方的未来发展。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：教师讲解光立方的基本原理、制作方法和应用，引导学生掌握相关知识；2.实践操作法：学生动手制作光立方，培养学生的实践能力和创新意识；3.案例分析法：分析光立方的实际应用案例，帮助学生了解光立方的应用价值；4.小组讨论法：学生分组讨论光立方的制作过程中的问题，培养团队协作能力。

四、教学资源为了支持教学内容的实施，本课程准备以下教学资源：1.教材：《光立方制作教程》，为学生提供系统的学习材料；2.参考书：《光学原理与应用》、《创新制作教程》等，为学生提供拓展阅读资料；3.多媒体资料：制作光立方的视频教程、动画演示等，帮助学生更好地理解光立方的制作过程；4.实验设备：为学生提供光立方制作所需的实验材料和设备，如LED灯、电路板、显微镜等。

光立方教程今天，给大家带来光立方的制作教程，基于本人制作的经验，给各位想要做的朋友分享制作过程。

对于第一次制作的朋友，我们要先制作好一个日程表，如下图：我们要弄好一个计划，就好像单片机运行程序一样。

当然，废话少说。

接下来，我们需要一份购买材料的清单如上图所示，我们需要购买的万能板需要购买18*30的规格。

这样子才有足够的空间去安装我们的电子元件。

首先，我们需要用万能板作为骨架，每2cm*2cm就要焊接一个排针，上下左右间隔一样。

不过对于初学者来说，一次性焊接64颗排针有点困难，所以我们需要用胶布把每一颗排针固定好，然后上焊，当然这是一个快捷的方法，也适合所有的初学者当我们把排针固定好后，我们只需要把板子翻过来焊接就可以了。

接下来，我们要把每一颗led灯折弯后侧着放置在排针中。

从左到右，从上至下的安放，安放好后，我们只需要把他们的脚焊接即可。

折弯时记住使用镊子折弯。

效果图如下图所示显而易见，这是非常需要考焊功的活，各位制作时候要注意节点与节点之间的间距，并且注意焊点不要点太多的锡，会影响做出来的效果与美观。

接下来，我们把弄好的8排led插在万能板上，注意：我们要注意每排之间的间隔。

下一步，我们需要在把每排led的共阴极连接在一起，一共8层，每层都要连接好，当我们把每层连接好后，我们要在每层的末端或者初始端接一条输出线，作为共阴极连接UNL2803。

当然，我们连接UNL2803的前提是先把芯片接好。

小编我直接把芯片焊接在板子上，这种方法对于初学者来说不可取，需要弄芯片底座，不然芯片烧掉了就很难拆下来了。

接下来我们要按照电路图接线路了(是不是很开心，终于可以接线路了，好戏在后头)，下面是74HC573集成电路的接法：首先我们先分析一下原理图：74HC573的1D~8D都连接在一起，然后再接到单片机的P0.0~P0.7端口；1Q~8Q分别连接每排的共阳里，就是焊接在电路板上的光立方引脚；至于LE要分别接到单片机的P2.0~P2.7。

摘要之前在网上看了一些光立方的演示视频，被它那些立体感吸引了。

想到自己学单片机也这么久了，于是乎就想做一个玩玩，同时可以复习一学期以来自己的编程能力和动手的能力，一举两得是一件很不错的事情。

向朋友要了一些资料，就开工了。

光立方顾名思义就是一个立方体，采用的是8*8*8的模式，整个立方大概是16cm*16cm*18cm（长.宽.高）的样子，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，主控电路采用的主控芯片是STC12C5A60S2芯片，驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片，以及ULN2803达林顿管。

关键字：光立方 74HC573 STC12C5A60S2 ULN2803电路原理图：图1.电路原理图元件的选择：（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；（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：1.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；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，个人推荐雾面蓝光方型LED。

先上效果图首先，准备材料和工具。

材料：1， 雾面蓝色（喜欢其他色的随意）LED （3MM 或者5MM 都行），最好是雾面LED ，不懂得购买的时候跟老板说清楚就ok~2，STC12C5A60S2单片机一片3，DIP-40的插座一个4，22.1184MHZ晶振一个5，单排圆孔插针座20个（建议多准备些）6，单排插针4个7，USB母座一个8，0.3--0.8镀锡铜线一米左右，没有的也行，根据自己的焊接习惯。

个人比较喜欢镀锡铜线。

工具1，剪线钳2，尖嘴钳3，电烙铁4，焊丝5，松香6，镊子7，其他（总之就是焊接用的那些了，根据个人情况。

）———————————分割线———————————首先，电路图很简单了电路图很简单，稍微有点单片机基础都可以做。

然后呢，开动你灵活的小左和小右吧~准备绘制焊接图纸。

首先，确定你要做多大尺寸的光立方，4*4*4也就是64个灯，个人感觉做成7厘米见方左右就差不多了。

根据个人喜好调节吧~大小具体怎样确定呢，二少在这里简单说明一下，每一边是4个灯，也就是三个灯距，灯距的三倍加两个灯宽就是边长了。

灯距的确定，不是随便确定的，必须是2.54毫米的整数倍，为什么呢，因为洞洞板的孔距就是2.54，最后的灯是插在洞洞板上的。

本教程所定的灯距是4倍的孔距，也就是10毫米挂点，小误差这里就可以忽略了。

OK~根据灯的情况，确定洞洞板的大小，最少得是20孔，因为单片机用的是DIP40的，所以至少要保证单片机可以安装，当然高手还可以立式安装单片机，二少在这里就不多介绍了。

确定以上参数后，好了，开始制作吧~我这边手头有的洞洞板是19*23孔的，所以嘛~单片机就有俩引脚是悬空的，不过不影响。

焊接电路，（绘制软件，layout）然后，确定单片机和LED灯体的安装位置。

并做简单标注。

用尖嘴钳把插针掰成一个一个的，直接焊接于绿色的焊盘位置，4*4+4个。

如下图效果单片机最好安装在座子上，直接焊接死亡率较高。

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。

我的方法是用一个木头板按照规则，扎64个孔然后把灯放到上面，一个一个焊接起来这样可以保障每一层的灯位置都是一样的而且各个灯之间排列是规则的。

最后通过架设支撑架的方式把各个层架起来，然后用电烙铁焊接起来。

光立方制作手册（YFRobot Cube8LedDisp）编著：产品部2013年10月10日目录1绪论 (1)2灯的搭建 (2)2.1点 (4)2.2线 (4)2.3面 (5)2.4体 (6)2.5搭建方法二 (7)2.6层控制线 (8)3光立方驱动板 (9)3.1坐标系 (9)3.2控制方式 (10)4程序例解 (11)4.1层填充函数 (11)4.2帧函数 (12)4.3动画 (12)1绪论我们设计了一种全新的焊接方式，不需要额外的模版，只是利用我们的驱动板，和几个单排针，就可以焊接出四方四正的一个面，看完第二章，一定会给你耳目一新的感觉。

设计驱动板的同时，我们还考虑了板子的通用性，可以使不同的控制器来驱动光立方，同时减少控制端口，现在是8个端口，在今后的升级中我们会再次减少控制端口。

驱动板上从左往右依次有3.5mm音频插座，5.5*2.1mmDC插座，电源开关，电源指示灯，红外接收头，两个按键，8个数据控制端，2个按键信号输出端，红外信号输出端，音频模拟信号采集端。

具体的焊接方式、控制方式、程序，会在下面几个章节中详细讲解。

套件清单：1、驱动板；2、一包灯珠（530个）；3、15根杜邦线（两头母）；4、8mm螺丝，8mm、30mm铜柱各4个；5、20针直排针；6、灰色细导线（80cm）。

（送：1、音频线、一分二音频头，各一个；2、列子。

）2灯的搭建这一章节中我们介绍了两种方法来焊接体，总体的思想是一样的，只是在弯引脚方式中有所不同，建议把这一整章看完后，选择合适方式，再开始灯的搭建。

把搭建的过程分为四个过程，点、线、面、体。

图2.1完整的光立方图2.2右视图（层与驱动板平行）图2.3俯视图（面与驱动板垂直）2.1点“点”就是灯，我们选择的灯是2*3*4高亮蓝色长脚雾灯，参数：VF：3.0~3.2；IV：550~650。

引脚的弯曲非常的重要，它将直接影响线是否直，面是否方正水平。

图2.1.1弯灯引脚（Ⅰ型）弯灯的方式如图2.2.1所示，当你拿起灯看的时候，你看到的只有90度和180度，这是焊接出一个完美光立方的前提。

组装部分一，灯珠焊接最开始的金字塔，我给大家的方案是泡沫板，现在我把焊接灯珠的方式改进了，焊接速度更快、质量更好，方法如图：就是这个，用一张18X30CM的万能板，上面焊接上间距2.54的排针，用法如下图：横向的孔数是7个，纵向孔数是8个，这样焊接出来的灯珠间距就都是8个了一目了然，这样就把灯珠固定好了，如果管脚的弯折方法和我图片一样的话（朝下的是正极），那么最优的方法是从右到左，从上到下排放。

焊接我就不多说了，这个是最讲究的，虽然有这个模板焊接起来很方便，但焊锡一定要上好，否则开焊后还是很难搞的。

温度要适当，免得烧毁灯珠，一般情况下，能把焊锡刚好溶化时的温度即可。

用这种方法焊接出的点阵，要比用泡沫做模板的点阵质量更好，很少有开焊点，取下的点阵横平竖直，效率上也有了极大的提高。

焊接好的平面如图：二，灯珠组装在组装之前，先准备2张18X30cm的万能板，喷上黑色的喷漆，比较常用的那种，价格不贵，如图：再拿出个8×8的点阵，比划一下，量好裁剪的尺寸，用斜口钳剪切还是很方便的。

然后就需要给底板和侧板焊接弯排针，间距都是8个孔，朝向请自己把握，下面是我做的图：我想看了图后，大家都应该明白了，除了弯排针，还要给每个面的管脚都焊接上2.54的冷压端子，很容易的，东西也很便宜。

这样做的好处就是非常容易拆装，第一次的时候我用的是直排针，结果就很难组装，弯排针不会影响美观。

在组装之前，先要焊接底板和侧板焊接上连接线，如图：每个面都是有64根线，我用的是以前零散、没了头子的杜邦线，长度刚刚好够的，读者可以自己做线或者买成品，买成品我觉得也不贵，成品线的好处是，一端是8P的插座，另一端是裸线，直接焊接就好。

这个过程还是相当漫长的，我焊接512个灯珠用了三个下午，底板的焊接和接线同样是三个下午，可以说，老老实实的焊接的话，还是需要一周的时间的，我希望喜欢DIY的朋友们要有耐心，过程肯定是枯燥乏味的，但成功的喜悦也是难以言喻的。

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，用单面覆铜的就行。

12、木板，用来做模具。

尽量找光滑的，容易打眼的，塑料板也行。

13、电烙铁，30W或40W的，如果有经济条件最好买防静电的，带焊台，手头不宽裕那就买十几块一个的普通电烙铁就行。

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。

8*8*8光立方作品说明书摘要LED点阵显示屏已经应用到了我们生活中的方方面面，科技发展的脚步一直向前，由于3D电影给人们带来了更加震撼的视觉体验。

于是想设计出一种3D显示屏。

通过向指导员的学习了解，知道LED显示分静态显示和动态显示，以及两种显示的控制方法：LED共阴和共阳接法不同的驱动方法。

在网站上查找相关的文献时，我们了解LED显示技术的特色之处：一是节能(直接功耗，间接耗能)高空间利用率，二是基本无电离辐射。

LED点阵显示屏的特点还有比数码管具有实用、便宜、亮度高等优点，而且做出来的LED显示很耐用。

LED显示屏还具有亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。

LED点阵显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度，更高耐气候性，更高的发光密度，形状的多样性，更高的发光均匀性、可靠性、多色化方向发展。

另外在电子工程师之家看到过不少网上朋友发帖子，晒自己制作的3D光立方显示，5*5*5的、有8*8*8的、甚至还有一个16*16*16的。

在爱折腾网站也曾看过有用蓝色LED和白色LDE制作的光立方。

在运动会的开幕式上，物理与电子信息学院展示了光立方，经过搜集资料看了视频了解后，我们被光立方的立体感吸引了，我们向物理与电子信息学院的同学学习制作一个光立方，一方面满足自己的兴趣爱好之心，另一面也锻炼我们的动手能力。

于是我最终确定也制作一个蓝色LED 显示8*8*8的光立方。

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17cm*17cm*17cm(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12C5A60S2芯片，驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。

本设计采用C语言编程实现不同图案的转变，利用单片机控制512个LED灯的亮灭，采用延时控制LED亮灭时间使LED灯图案转变的速度不同，最终使得整个立体呈现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂、绚丽多彩。

光立方制作全过程前言：在大家奋笔疾书做英语四级时，我却在这里写日志，所以不必赞叹，每个人都有自己的长处的！制作摇摇棒时我认为耐心是成功的关键！但做完光立方，才发现原来是小巫见大巫，所以想制作不想要清楚自己的工作量哟！1、工欲善其事必先利其器工具：优质电烙铁（对焊接速度有很大影响）、尖嘴钳（512个灯1024个脚都需要认真处理）、镊子、剥线钳；2、材料512个灯，但是你不能保证自己的焊接技术时应该多买点，买一包1000个一包也挺便宜的，以后还能留着用。

优质锡优质锡丝我用来两卷导线一卷大洞洞板一个（看想要制作成多大的，太大要两个）开始制先将512个灯的脚弯好，成下图的形状，负极是横着，正极折个弯竖着，因为我们要把一列的正极连着，一层的负极连着，所以只能这样弯引脚。

还需要64个排孔用来插最后和洞洞板相连的灯脚了还有排座（用来插面包板线的）形状估计你看不清，没办法只好来个三视图，画的不好见谅！这个弯灯脚我要说一说，我当时是每天晚上回寝室后就开始弯，每天弯到灯熄，然后拿台灯照着，继续弯，直到打瞌睡才停，所以又部分弯的不好，造成最终不是非常美观，大家吸取教训吧！一个花了三四天晚上，所以前期工作已经很折磨人耐心了，但想想做出来的效果，相信你又有坚持的信心了！然后就是把点排成线，线排成面，面排成体了！如果想制作快有美观，必须使用8*8的模板这样可以使点成功的摆成线，线摆成面线是8个灯的负极连的，还有每连完一条线，就用电池测一测也没有连错或灯烧坏的，等连成面就不好拆了，我就要一个灯的正负极连反了，还好检查及时，没有花多大功夫解决。

用正极把线连成面就成了8*8的面了把每一面的正极引脚都插在排孔中，如下图，每一面然后用每一面灯脚的负极引脚把面连起来，没有点亮效果已经很震撼了！主体弄好之后就是连线了！最好是先用面包板线连起来，看达到预期的效果没有，因为线是在是太多了，如果直接连有问题都不好找，看看下面用面包板做的吧！这还是没有和主体相连呢！其中用来一个好单片机STC12C5A60S2（用来整体控制）和八个74HC573（每一个控制八个灯的正极）还有1个ULN2803(用来控制每一层，最后有八层，每一层都引出来一条细线和2803相连)，电路图如下洞洞板背面焊接这就是为什么需要两卷锡丝的原因连接好后程序代码太长，需要直接问我要吧！。

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。

西安科技大学光立方制作论文专业：通信工程组员：2013年5月目录一.摘要 (1)二.关键字 (1)三.引言 (1)四.正文 (1)1）主要元件介绍 (1)1.STC12C5A60S2 (1)2.74HC573 (2)3.ULN2803 (3)2）工作原理 (3)驱动模块原理 (4)3）元器件选择 (6)4）制作、调试 (6)1制作 (6)a.驱动电路 (6)b.主控模块 (7)c.显示模块 (7)2调试 (9)五.结束语 (9)一.摘要：本设计作品采用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，驱动电路采用常用的74HC573数字芯片。

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，最终使得整个立体呈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：我们的光立方主要功能是在整体上实现画面立体的显示，实现动态的实时3D显示效果，同时可以根据要求改变程序的数组部分就可实现画面的自主定义。

四.正文1）主要元件介绍：1.STC12C5A60S2STC12C5A60S2/AD/PWM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。

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。

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;ULN28031 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 (6)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 (9)4.4 复位电路设计 (10)4.574HC573芯片介绍 (10)4.6 ULN2803芯片介绍 (11)5 硬件电路设计 (12)5.1 硬件电路元件分布图 (12)5.2 LED灯焊接方法 (12)5.2.1 焊接前准备工作 (12)5.2.2 焊接 (13)5.3 整体实物图 (13)6 主程序设计 (15)6.1 程序流程框图 (15)6.2 显示程序的设计 (16)7 设计结果分析 (17)结束语 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)附录A 元件清单 (23)附录C 程序清单 (24)1 设计要求与方案1.1 设计目的在当今现代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。

L E D光立方设计方案(详细)09年还在念书的时候做的，真怀念大学时光，看到很多朋友都在搞这个。

无意发现这个文档还没有删，把这个东西就贡献出来。

---原创 MIKE—WU《LED光立方设计方案》项目设计方案项目名称：《LED光立方景观灯》项目负责人：一总体设计光立方一个立方体，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，LED模块，外壳设计。

1．LED立方体模块，采用引脚式蓝色LED灯，一共八层，每层八行八列。

2．驱动电路采用ULN2008，74HC573作为驱动芯片。

端口需要配合LED立方体的引脚设计。

3．主控模块采用STC单片机为核心，采用最小系统配有外围基本电路。

40个端口资源和内部资源已经完全够使用。

4．电源电路采用7805芯片稳压后提供5V电源给系统供电。

5．整体形状为一个密封方形体，LED模块与系统电路都置于这个方形体中。

二具体方案设计1）LED立方体模块LED灯珠选用蓝色插针式灯珠，额定工作电压在2.7---4v。

采用8*8*8方式排列。

每一层的阳极串联在一起，曾与层之间各个对应灯珠的阴极连接在一起.结构图如下：图12）驱动模块设计由于LED立方体一共有64+8个引脚需要控制和驱动，所以选择了ULN2803，74HC573作为驱动芯片。

2.1 ULN2803芯片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，10脚接负载电源5V+。

输入低电平时，输出达林顿管截止。

输入为高电平时，输出达林顿饱和。

ULN2803作为每一层的开关控制。

为了防止损坏LED灯，在输出端接入100欧电阻。

2.2 74HC573芯片74HC573其优点有：1.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。

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。