毕业设计光立方开题报告书

KC017-22010届毕业设计开题报告题目三维光存储系统设计及仿真专业测控技术与仪器姓名梅少俊班级06测控Y指导教师蔡建文起止日期2010-3-1至2010-6-302010年3月29日毕业设计开题报告一课题来源及现状本课题来源于常州工学院光电工程学院，测控技术与仪器系毕业设计课题。

随着计算机技术，特别是多媒体技术的发展，需要处理和存储的数据量大幅度增加。

例如，一部通常长度的电影没有压缩的数据量将超过10TB。

大型探测器，如哈勃望远镜所传回的数据量达到每天10TB；医学及大地遥感图数据量巨大。

显然现在基于二维方式的光存储器已难于满足这种日益增长的要求了。

现行的CD、磁光和相变的光盘的容量在650MB左右，即使新兴的DVD光盘，单面单层的DVD-5的容量也只达到4.7GB，因此发展三维存储十分必要。

传统的光存储是存储在光盘或全息膜等二维存储介质上，而三维存储则是像一摞二维光存储介质，故存储容量很大，从原理上讲，三维存储有着巨大的理论存储能量。

在理论上说，在三维存储中，一个记录点可存储于λ3的体积内，也就是说，对于一个体积为V的存储体来说，如使用的存储波长为λ，则其存储量可达到V/λ3。

例如，如选用波长为CD中使用的780nm时，一个1cm3的存储体可存储2×1012位，即2.5×1011字节。

相当于300张CD-ROM盘的存储量。

可见，三维存储可在不改变激光波长的情况下，极大的提高存储密度。

而且，由于从理论上说，其密度与波长的三次方成反比，因此缩短波长在三维存储中会获得较之二维更大的收益。

在光存储中，光束通过透镜聚焦在记录介质上。

但由于衍射的影响，聚焦点光斑的直径为，其中λ是波长，NA是数值孔径。

由于数值孔径一般在0.3到0.7之间。

故实际光斑直径约为λ。

在二维光存储，其记录单位大小极限为λ2。

在逐点记录三维存储中，考虑到三维上的衍射影响每个记录斑点的大小极限为λ3。

此外在三维存储中，我们也可以记录图像的傅立叶（Fourier）变换的全息图作为记录。

科技学院本科毕业设计（论文）题目基于单片机的光立方的设计学生王德敏专业班级 08 电子科学与技术1班学号 200831011院（系）电气工程学院指导教师(职称) 朱小会（讲师）完成时间 2012 年05月18日科技学院毕业设计（论文）任务书题目基于单片机的光立方的设计专业电子科学与技术学号 200831011 王德敏主要容、基本要求、主要参考资料等：一、主要容1．设计方案的选择和方案说明；2．光立方的硬件构成；3．光立方的单片机编程；4．设计并绘制电路原理图；5．制作实物并调试电路；6．撰写论文；7．撰写文献综述和论文。

二、基本要求1．论文容充实，有理有据，条理清晰。

2．设计制作一8*8*8的三维的发光二极管显示方阵，能够实现对每一个发光二级管实现控制。

控制显示输出至少二十种显示效果。

3．研究数据表形成规律，并初步确定算法。

三、主要参考资料1．林占江.电子测量技术.：电子工业，2011.2．童诗白.模拟电子技术基础.：高等教育，2006.3．景波.Prote199SE应用与实例教程.：人民邮电，2009.4．勇.Multisim电路仿真入门与进阶.：科学，2005.5．虎.微机原理与接口技术.：电子工业，2008.6．毅刚.单片机原理及应用.：高等教育，2003.完成期限： 2012年5 月17日指导教师签名：专业负责人签名：年月日注：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。

基于单片机的光立方的设计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。

同锁存器/8*8*8/LED显示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。

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。

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。

基于STC12C5A60S2的光立方设计【摘要】本次设计使用512个LED灯制作8*8*8的LED立方体，命名为光立方。

采用STC12C5A60S2芯片作为主控，8个74HC573锁存器和一个ULN2803芯片扩展I/O口，作为外围控制。

通过编程控制I/O口，点亮指定的LED灯，使得显示不同的画面。

8*8*8光立方因点亮LED灯将会形成各种图形，如爱心、数字、雨滴、正方体等十几种画面。

整个立体呈现不同的造型和图案，动画衔接完美，使其变得美轮美奂、绚丽多彩，立体感十足。

此外，我们还可以外接音频输入，通过AD采样，快速傅里叶变换FFT，可以让光立方显示音频频谱。

经过系统测试，最终达到设计要求。

【关键词】光立方 STC12C5A60S2 74HC573 ULN2803Based on STC12C5A60S2 of the Light Cube Design【Abstract】:The 8*8*8 LED cube is made of 512 LED lights，named Light Cubewhich used STC12C5A60S2 as main control chip，it has 8 74HC573 latches extended I/O ports,and a ULN2803 chip as out control. Through programming control I/O port, the LED light. 8 * 8 * 8 cubic light for light leds will form a variety of graphics, such as love heart,numbers,rain,cube and so on. animation, cohesion is perfect, stereo sense is dye-in-the-wood. In addition, we also can external audio input, through the AD sampling, fast Fourier transform FFT, can let light cube display audio spectrum. After the system test, finally to meet the design requirements.【Keywords】:The Light Cube STC12C5A60S2 74HC573 ULN2803目录【摘要】 (1)【Abstract】 (1)目录 (2)第一章引言 (1)1.1光立方的研究意义 (1)1.2发展历程和现状 (1)1.3 光立方的功能和特点 (1)1.4 光立体的优越性以及主要应用 (2)第二章控制模块设计 (3)2.1 系统总框图 (3)2.2 总体方案的选择 (3)2.2.1主控芯片 (3)2.2 总体方案的选择 (3)2.2.1主控芯片 (3)2.2.2 电源选择 (4)2.2.3 元件选择 (4)第三章光立方显示部分概述 (7)3.1 光立方的制作 (7)3.1.1 光立方的原理 (7)3.1.2 LED灯的选用 (7)3.1.3 LED灯的焊接 (9)3.2显示部分检测 (10)第四章硬件设计 (13)4.1最小系统 (13)4.2 按键模块 (13)4.3功放模块 (14)4.3.1 功放原理图 (14)4.4呼吸指示灯 (15)4.5 竖排控制电路 (15)4.6 光立方层控制电路 (16)4.7 硬件电路焊接 (17)4.8 元件清单 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。

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。

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。

微控制器的应用实训学期项目设计报告完成日期：2013年12月17日目录1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，而且画面图案更加丰富多彩。

本设计是用采为核心控制器，ATMga32PU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。

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，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，达到不间断的变换效果。

2绪论中国LED等从上个世纪90年代初开始起步，之后都处于快速发展中，2007、2008年为发展最快的两年。

时至今日，LED显示屏已应用于各行各业中，现在就让我们来说说中国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LED显示屏市场快速发展的第一要素。

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非常高，不仅配件材料供应格局稳定，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，主要的技术集中在LED灯珠、控制系统、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。

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）。

的基本元件，电路设计，程序编写，说明文档等几个部分，研究如何通过光立方进行课堂教学。

3. 研究电子专业学生学习电子专业的理论知识，实践动手过程，如何以兴趣引导学生，主要是问卷调查，学生询问，课堂观察的方法来获取信息，结合当前研究，最终归纳总结。

（三）研究方法
1．教育调查法：通过问卷、访谈等科学方法，搜集现有电子教学套件存在的优势和劣势，为课题深入开展提供依据和参考。

2．经验总结法：依据调查结果，查阅相关资料，确定光立方电子套件的设计方案。

3．行动研究法：通过大量的理论分析，实践操作，一步一步设计出适合现在电子专业职高生的光立方电子套件。

（四）研究框架
（五）研究过程
第一阶段：调查准备阶段：（2016年4月——2016年6月）
调查，研究。

从现存电子教学套件的特点展开，分析其和教学效果的关系，把其中能与教学内容紧密联系的点找出来，剔除复杂的、效果不明显的，总结整理。

同时从教师日常课堂开始，逐步由理论教学深入到实践课堂，对学生整个电子专业理论的学习进行常规观察，在此基础上进一步调查研究，分析其专业学习的特点，探索如何以兴趣引导学生学习。

第二阶段：实践研究阶段：（2016年7月——2017年1月）
通过问卷调查，大量听课，总结出学生学习专业课的整个步骤，抓住兴趣课程，重点突破，看看如何把理论知识融入到光立方电子教学套件中。

更新当前电子教学套件，使其功能更加明
注：本方案使用宋体5号字， 1．5倍行距，A4纸3页。

一律使用普通复印纸A4（70克/平方之内），黑白打印。

材料不合格者，不予评审。