光立方设计报告
基于单片机的光立方课程设计报告
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。
光立方实验报告
光立方实验报告光立方实验报告引言：光立方实验是一项有趣而有挑战性的实验，通过在不同角度和条件下观察光的传播和反射现象，我们可以更深入地了解光的特性和行为。
本次实验旨在探索光在不同介质中的传播规律，并研究光的折射和反射现象。
实验材料与方法：本次实验所需材料包括：光立方、激光笔、尺子、白纸、直尺、透明介质（如玻璃板、水晶等）等。
实验步骤如下：1. 将光立方放置在平整的桌面上，并确保其稳定性。
2. 使用激光笔照射光立方的一个面，观察光线经过光立方后的变化。
3. 在光立方的不同面上重复步骤2，记录光线的传播情况。
4. 将透明介质放置在光立方的某个面前，观察光线经过介质后的折射现象。
5. 调整透明介质的角度和位置，观察光线的折射角度变化。
实验结果与分析：通过实验观察和记录，我们得出以下结论：1. 光线在光立方内部的传播路径呈现出直线性，且在不同面之间发生了反射。
2. 光线经过光立方的反射角度等于入射角度，符合光的反射定律。
3. 光线在透明介质中的传播路径发生了折射，且折射角度与入射角度之间存在一定关系。
4. 不同介质的折射率不同，导致光线在不同介质中的传播速度和方向发生变化。
进一步分析：在实验过程中，我们可以观察到光线在不同介质中的传播规律。
根据光的折射定律，我们可以推导出光线在不同介质中的传播速度和方向的变化。
折射率是一个重要的物理量，它描述了光在介质中传播的速度与真空中传播速度之比。
根据斯涅尔定律，折射率与入射角度之间存在一定的关系，即折射角度与入射角度满足一个特定的数学关系。
光立方实验的意义：光立方实验不仅可以帮助我们理解光的传播规律，还可以应用于实际生活中。
例如，在光学仪器的设计和制造过程中，我们需要考虑光线在不同介质中的传播路径和折射现象，以确保光学仪器的正常工作。
此外，在光纤通信和光学传感器等领域，光立方实验也具有重要的应用价值。
结论：通过光立方实验，我们深入了解了光的传播和反射现象。
我们观察到光线在光立方内部的传播路径呈直线，且在不同面之间发生了反射。
8x8x8的光立方设计.docx
《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)3.2 3D显示核心控制器 (4)3.3 I/O口扩展芯片的选择 (5)3.4 LED发光二级管 (5)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 (8)4.4 复位电路设计 (9)4.5 74HC573芯片介绍 (9)4.6 ULN2803芯片介绍 (10)5 硬件电路设计 (11)5.1 硬件电路元件分布图 (11)5.2 LED灯焊接方法 (11)5.2.1 焊接前准备工作 (11)5.2.2 焊接 (11)5.3 整体实物图 (12)6 主程序设计 (14)6.1 程序流程框图 (14)6.2 显示程序的设计 (15)7 设计结果分析 (16)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)附录A 元件清单 (22)附录B PCB图................................... 错误!未定义书签。
光立方实训报告
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。
光立方设计总结报告(参考)
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。
444光立方设计报告
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。
学期项目设计报告光立方
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。
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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）。
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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。
74HC245的控制功能大大减小了对外部计时的要求。
74HC245允许数据从A总线传输到B总线，也可从B总线传输到A总线，这取决于方向控制端（DIR）上的逻辑电
平。
而其输出使能（OE）端则可以禁用74HC245以便实现总
线间的隔离。
1. 宽工作电压范围：
2.0～6.0 V
2.高强度电流三态输出，直接驱动总线，最多可支持高达15
个LSTTL负载
3.低功耗，最大I CC 80μA
4.典型t pd = 12 ns
5. 5V下驱动电流为±6 mA
6.低输入电流，最大1μA
(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，采用的是方形高亮的LED灯由于
草帽的光发散比较厉害容易影响视角效果，从而使用方形的，
同时方形的也比较聚光，如下图所示：
五、芯片管脚图
STC12C5A60S2
SN74HC245DW
MBI5026
六、焊接
1、PCB板的焊接
由于用的元器件基本是贴片的，所以焊接难度还是比较大的，焊接好后先测试各个芯片是否短路，完成后下载程序，程序下
载成功，证明焊接无误，完成后如下图：
2、显示电路
首先按照板上阴极孔的尺寸，在一块硬纸板上打方洞，进行LED 的焊接，焊好一列后如下图：
将焊好的每一列连成一个面，然后将面连成体。
最后和底板焊在一起。
七、电路调试
在测试过程中发现其中有两列不亮，首先检测LED全部正常，然后从原理入手，分析到可能5026的某两个管脚虚焊，从PCB 板上找到相连的路径，然后用万用表检测，是虚焊，然后再焊接，问题得到了解决。
11。