8×8×8光立方毕业设计说明书
大学毕设论文__光立方设计说明书
光立方设计说明书光立方学院：计算机学院学生姓名：斯东仁，刘逸凡，吕壮壮，龚明强指导教师：唐建国职称教师专业：嵌入式系统工程班级：1501学号：完成时间：2016年5月武汉软件工程职业学院光立方设计课题学院：计算机学院 专业：嵌入式系统工程 指导教师唐建国 学生姓名 斯东仁，吕壮壮，龚明强，刘逸凡课题名称 光立方 内设计内容及任务 一、设计任务 设计一个具有特定功能的光立方。
二、设计内容 1、光立方的硬件系统 （1)单片机最小系统模块 （2）供电模块 （3）光立方显示模块 （4）键盘模块 （5）驱动模块 2、光立方的软件系统 （1）系统监控程序模块 （2）光立方显示程序模块 （3）键盘程序模块三、设计要求该光立方上电或按键复位后能自动显示P.，进入准备工作状态。
该光立方可以通过键盘选择显示花样，切换花样，停止显示。
要求8×8的光立方硬件，并且显示四种及以上花样。
摘要当今社会，随着电子行业的不断发展，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部分。
设计采用4*4*4的光立方模式，硬件主要分为七个模块：主控模块、驱动模块、显示模块、键盘模块、电源模块、复位模块、下载模块。
采用的主控芯片为AT89S52 芯片，驱动电路是采用了常用74HC573数字芯片,设计采用C语言编程，通过单片机I/O口控制LED的亮灭，采用延时控制LED亮灭时间，最终使得整个立体展现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂、绚丽多彩。
关键词：光立方；AT89S52；74LS573锁存器目录1 绪论 (1)1.1 光立方的背景 (1)1.2 研究的意义 (1)2 设计要求和方案介绍 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 方案介绍 (2)2.2.1 系统整体框图 (2)2.2.2 光立方发光原理 (3)3 系统硬件电路设计 (4)3.1 主要元器件的介绍 (4)3.1.1 AT89S52芯片介绍 (4)3.1.2 74HC573芯片介绍 (5)3.1.3 四位一体数码管介绍 (5)3.2 硬件电路模块介绍 (7)3.2.1 最小系统模块介绍 (7)3.2.2 驱动模块介绍 (9)3.2.3 键盘模块介绍 (10)3.2.4 显示模块介绍 (10)4 软件系统说明 (12)4.1 软件系统模块 (12)4.2 软件系统模块的程序流程框图 (12)5 光立方系统测试 (15)5.1 操作说明 (15)5.2 测试结果 (15)5.3 结果分析 (17)5.4 设计结论 (17)5.5 设计体会 (17)结束语 (18)参考文献 (19)致谢 (20)附录 (21)附录A 原理图 (21)附录B 实物图 (23)附录C 元件清单 (24)附录D 程序清单 (25)1 绪论1.1 光立方的背景光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成的,在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世,这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首,自从国庆60周年联欢晚会开始演练后,一个全新的名词“光立方”,吸引了全国人民的关注，并得到了全球的高度肯定。
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。
光立方毕业设计
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。
光立方论文说明书大学学位论文
毕业设计说明书学校代码：10129系 别：计算机技术与信息管理系 年 份：2015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 (1)一．系统设计方案 (2)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。
第二届光立方设计制作竞赛说明书
第二届光立方设计制作竞赛作品说明书8*8*8光立方一、作品名称8*8*8光立方二、作品简介8*8*8光立方是由512个蓝色LED发光二极管采用层共阴束共阳的方案按照立方体的方式焊接搭建起来的，每一层有8*8个二极管，共有8层。
它由单片机、锁存器等电气原件驱动，利用视觉暂留现象，通过c语言编译单片机程序可以实现自定义的立体动画效果。
编程设计的方案通过光立方实现后，效果华丽绚烂、震撼唯美。
三、作品功能1.设计简洁，动画炫酷，浑然一体，一气呵成，具有一定的艺术观赏性，给人带来3D技术的科技体验，可以用来烘托气氛、放松心情。
2.独家的“I LOVE YOU”动画方案，可以用来表白、感恩，适合向恋人、亲友表达自己的心意，让爱通过知识进行传播。
四、设计原理1.视觉暂留现象物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。
这是人眼具有的一种性质，当人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视觉神经输入人脑，感觉到物体的像。
但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1 -0.4秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
因此，只要电路脉冲的时间低于上述时间，由于视觉暂留效应，人就无法分辨LED灯的闪烁而以为一直处于发光的状态，这为动画的实现提供了可能。
2.设计原理图3.材料清单名称数量注释白发蓝高亮LED灯512 建议购买600个，焊接时容易烧坏stc12c5a60s2单片机 1 单片机控制芯片上拉排阻10k 1 P0口拉伸排线若干跳线导线若干排针排母若干接出芯片引脚470Ω电阻64 限流74hc573锁存器8 控制每一面的芯片uln2803 1 控制层的芯片轻触开关 4 复位和外部中断10k电阻 124兆赫晶振 1 震荡时钟1k电阻 2 限流10微法电解电容 1 复位电路电容100微法电解电容 1 复位电路电容104瓷片电容 1 滤波稳压发光二极管 1dc公母头 1万用板（15*18） 1杜邦线40P（20cm) 2开关 1 总开关铜立柱2cm 8 支撑电路板五、制作步骤1.弯管脚。
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信息职业技术学院说明书()设计()题目:________________________基于单片机的光立方控制系统设计专业: 应用电子技术班级: 应电11-2学号:姓名:指导教师:二0一三年十一月二十日目录摘要光立方是一个长、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，就是带给观赏者立体的超酷的3D视觉体验。
本设计的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，驱动电路是采用我们常用ULN2803芯片，显示电路采用八个74HC595移位寄存芯片控制每一面LED灯。
本设计采用C语言编程，通过对单片机编程来控制LED的亮灭，采用延时控制来LED亮灭时间的长短，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。
关键字光立方，移位寄存器74HC595，单片机STC12C5A60S2，驱动芯片ULN2803第一章绪论随着人们生活水平的不断提高，3D效果的欣赏已经成了人们的追求，美轮美奂的观赏让人醉心不已，给人带来无比宽松舒适的美感。
3D技术的将来必有广泛应用。
仅3D打印技术这一还处在萌芽阶段的技术就已经在世界掀起了巨大波澜。
就现有来看3D 技术已经应用于军工、航空航天、水下作业、模拟分析等高端领域。
随着科技发展3D 技术的成本也会越来越低，相信3D电视将来也会像液晶电视一样走入普通家庭。
3D技术在未来还可以应用于教学，医学，地下采矿，空中导航等领域。
但就目前的发展，3D还不能够普及到人们的生活中，这也就萌发了人们对于3D的设计。
因此，本课题以发光二极管的搭建的8×8×8立体点阵，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。
采用单片机STC12C5A60S2为核心编程技术，对发光二极管进行控制，使其显示出不同的花样，带给人未来3D技术的科技体验。
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3D光立方说明书摘要光立方是一个长、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，就是带给观赏者立体的超酷的3D视觉体验。
因此各大网站也充斥着各种各样的光立方版本。
但是这各种版本的光立方的制作方法都很复杂，而且成本也很高，而本设计与之相比则制作简单精美，成本低廉。
为保证光立方精美的外形，本设计还提供了一种光立方的制作模板，以确保将动手能力导致的美观差异降到最低。
为降低其成本，本设计采用了STC12C5A60S2单片机，这种单片机自带有A/D转换模块；使用的锁存器是常用的SN74HC573。
这样可以保证在降低制作成本的情况下，毫不影响作品的美观；再加上显示效果极佳的高亮雾面的蓝色方形LED，硬件电路无需添加额外的驱动和上拉电阻，即可实现其强大的功能：除了能显示3D 图形，还可以支持多级亮度和速度调整，允许用户自拓展音频显示功能，就像音乐显示器一样。
用户还可以在不改动硬件电路的情况下设计出自己喜欢的的自定义图形。
这些充分体现了制作成本低、显示效果好、功能完善的特点。
最后，经过软硬件调试，解决了一些硬件电路短路，程序报错的问题，完美地实现了多种图形动态显示，流畅的图形变换和音频显示的多种功能。
关键词：光立方制作模板音频显示 A/D转换ABSTRACTLight-cube is a long, wide, high is posed of 8 x 8 x 8 leds true 3 d volumetric display. Its biggest characteristic, is to bring the viewer stereo cool 3 d visual experience. So each big web site is filled with all kinds of cubic light version.But all versions of this light cubic method is very plex, and the cost is also high, and pared with this design is beautifully simple and low cost.In order to ensure the exquisite cubic shape, this design also provides a light cube production template, to ensure that the ability to appearance difference to a minimum.To reduce its cost, this design USES STC12C5A60S2 MCU, the MCU built-in A/D conversion module; Use the latch is SN74HC573 in mon use. So that in the case of lower production costs, not effect the beauty of the works; Plus showed excellent results highlighted square LED fog below in blue, don't need to add additional hardware circuit drive pull up resistance, and its powerful functions can be realized: in addition to display 3 d graphics, can support multiple levels of brightness and speed adjustment, allows the user to expand the audio display function, like music display. Users can also in the case of do not change the hardware circuit design their own custom graphics. These fully reflect the production of low cost, good effect of display, the characteristics of the function is perfect.Finally, after the hardware and software debugging, solve some of the short circuit hardware circuit, program error, perfect the dynamic variety of graphic display, smooth graphics transform and audio display a variety of functions.Key words: light-cube making stencil audio-display A/D conversion目录1、引言1.1研究意义LED射灯是指发出的光线是方向性的(directional)的LED灯泡, 主要类型有MR16,GU10, PAR series.LED球泡灯是指发出的光线为发散性的LED灯泡, 主要类型为:E27 base.按照功率来分, LED灯泡可分为: 小功率(主要为5mm LED生产的)和大功率(主要1 W, 3 W ,甚至5 W LED生产的)。
8x8x8光立方点阵
1 概述本作品是由512只LED 组成的长宽高均为8个LED 的正方体点阵，主要实现文字，图形的显示，显示效果立体感强，能够成为一件科技感十足的艺术品。
2 总体设计2.1 系统功能及技术指标系统控制采用51单片机，通过输出高低电平控制LED 的状态，74hc573扩展单片机IO 口，使单片机具有64路输出。
通过ULN2803控制层，最终实现对512只LED 中的任意一个的控制。
本作品共使用了8块74hc573锁存器，用来控制列，每个锁存器连接LED 正极，每一层所有LED 的负极连接在ULN2803的输出端，用来控制层2.2 系统构成2.3 主要设备及元器件选型1、STC89C58RD+：8位低功耗微控制器，具有32k 程序存储器，最高40MHz 工作频率。
程序存储空间大2、74hc573：八进制3态非反转透明锁存器，每个管脚可提供20mA 电流，能够满足驱动多只LED 的需求。
3、ULN2803：达林顿管驱动器，包含8个NPN 达林顿管，高耐压，大电流，可满足驱动多只LED 的需求。
2.4 系统核心处理策略将文字内容通过软件取模得到的十六进制代码转换为坐标，图形内容通过运算得到所显示点的坐标，将此坐标放入二维数组，数组每次放入64个元素，即一层所显示的内容，通过层扫描显示所有层的内容2.5 其他本作品的主体结构由led 的引脚相互连接而成，具有一定的强度与韧性；采用贴片元器件，主体突出；装置通过usb 接口供电，亦可传输数据；装置设计有电源开关与电源指示灯；设计有画面切换按键，方便人机交互。
3 详细设计3.1 硬件设计3.1.1 系统原理图及元器件清单1.原理图计算机3.1.2PCB设计3.2软件设计3.2.1软件功能模块3.2.2功能模块1void add(int x,int y,int z) //该函数将坐标添加到数组{tab[x][y]=tab[x][y]|(1<<z); //添加点(x,y,z)第x层，第y列，第z个点}void scan(int a) //该函数扫描数组{int temp,x,y;for(temp=0;temp<a;temp++)//扫描a次{for(x=0;x<8;x++){ LAYER_X=1<<x; //层选择for(y=0;y<8;y++){ LAYER_Y=1<<y;LAYER_Z=tab[x][y]; //显示第x层，第y列图案}delayms(2);//延迟2msLAYER_X=0;}}}void clear() //该函数清空数组{int i,j;for(i=0;i<8;i++)for(j=0;j<8;j++)tab[i][j]=0;}3.2.3功能模块2void change(void)interrupt 0 //中断函数，主要实现画面的切换{sw= 1;}3.2.4完整代码#include <reg51.h>#define LAYER_X P0#define LAYER_Z P2#define LAYER_Y P1unsigned int sw=0;unsigned char tab[8][8]={0};void scan(int);void delayms(int);void timer1delay(int);void add(int,int,int);void display_face();void display_ball();void display_move();void display_mtower(); void display_start();void clear();int abs(int);void main(){IE=0x81;display_start();while(1){sw=0;while(sw==0);display_mtower();display_ball();display_face();display_move();sw=0;clear();}}void delayms(int x){int i,j;for(i=x;i>0;i--)for(j=120;j>0;j--);}void display_move(){int mod[8]={0x83,0xC3,0xE3,0xF3,0xDB,0xCF,0xC7,0xC3};int a,b,c,temp=0;for(a=0;a<8;a++)for(b=0;b<8;b++)if((mod[a]&(1<<b))!=0)tab[a][b]=0x80;for(c=0;c<8;c++){scan(40);for(a=0;a<8;a++)for(b=0;b<8;b++)tab[a][b]=tab[a][b]>>1;}}void display_ball(){int i,j,k,a;for(a=0;a<5;a++){for(i=0;i<8;i++)for(j=0;j<8;j++)for(k=0;k<8;k++)if((i-3.5)*(i-3.5)+(j-3.5)*(j-3.5)+(k-3.5)*(k-3.5)<(a*a))add(i,j,k);scan(100);clear(); //清除tab为零，重新循环}}void display_mtower(){ int x,y,a;xdata int b[8][8]={0};for(x=0;x<8;x++)for(y=0;y<8;y++)tab[x][y]=0x01;for(a=1;a<5;a++){scan(50);for(x=0;x<8;x++)for(y=0;y<8;y++)if(abs(x-3.5)<a && abs(y-3.5)<a)tab[x][y]=tab[x][y]<<1;}a=100;while(a--){ scan(10);for(x=0;x<8;x++)for(y=0;y<8;y++){if(tab[x][y]==0x80 || tab[x][y]==0x01)b[x][y]=(b[x][y]+1)%2;if(b[x][y]==0)tab[x][y]=tab[x][y]<<1;elsetab[x][y]=tab[x][y]>>1;}}clear();}int abs(int temp){if(temp<0)return(-temp);elsereturn(temp);}void display_face(){int a,b;int i,j,k;for(b=0;b<6;b++){for(a=1;a<22;a++){for(i=0;i<8;i++)for(j=0;j<8;j++)for(k=0;k<8;k++)if(i+j+k==a)add(i,j,k);scan(10);clear(); //清除tab为零，重新循环}}for(b=0;b<6;b++){for(a=21;a>0;a--){for(i=7;i>=0;i--)for(j=7;j>=0;j--)for(k=7;k>=0;k--)if(i+j+k==a)add(i,j,k);scan(10);clear();}}}void add(int x,int y,int z){tab[x][y]=tab[x][y]|(1<<z); //添加点(x,y,z)第x层，第y列，第z个点}void scan(int a){int temp,x,y;for(temp=0;temp<a;temp++)//扫描a次{for(x=0;x<8;x++){ LAYER_X=1<<x; //层选择for(y=0;y<8;y++){ LAYER_Y=1<<y;LAYER_Z=tab[x][y]; //显示第x层，第y列图案}delayms(2);//延迟2msLAYER_X=0;}}}void clear(){int i,j;for(i=0;i<8;i++)for(j=0;j<8;j++)tab[i][j]=0;}void display_start(){LAYER_Y=0xff;LAYER_Z=0xff;LAYER_Y=0x00;LAYER_X=0xFF;delayms(2500);LAYER_X=0x00;}void change(void)interrupt 0{sw=1;}3.3结构设计512只LED焊接成为8层，基座为一块250mm*210mm的PCB，LED插接在PCB上4调试与测试焊接完成后首先测试单片机是否正常工作，我们用到的测试方法是通过烧写软件写入hex文件，若能够正常写入，则说明单片机正常工作。
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毕业设计说明书题目：单片机8*8*8光立方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 (2)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。
它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显著优点.主要应用于智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得了显著的成果.单片机应用系统可以分为:（1）最小应用系统是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。
这种系统成本低廉,结构简单，常构成一些简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。
片内有ROM/EPROM的单片机，其最小应用系统即为配有晶振，复位电路，电源的单个单片机.片内无ROM/EPROM的单片机，其最小应用系统除了外部配置晶振，复位电路，电源外，还应外接EPROM或EEPROM作为程序存储器用.（2）最小功耗应用系统是指为了保证正常运行，系统的功耗最小.（3）典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须的硬件结构系统。
本文将使用单片机对光立方立体显示进行实例化，设计一个LED光立方来显示三维立体图像等信息。
掌握利用8051型单片机对发光二极管点到线、线到面、面到立方的立体显示的方法。
输出信号频率的控制通过单片机连接74hc573芯片来实现，用512个发光二极管进行不同频率的亮灭刷新，通过开关可显示输出的三维立体图案等信息。
当开启开关时，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。
8*8*8光立方，是一种利用视觉暂留效应制作的电子节目。
可以用“静而壮观，动而美丽”来形容它，即当静止时，它只是LED灯组成的立方体，而一旦开启开关，按照一定的频率，它就会随着点、线、面、立体的变化而变化，最终显示一幅三维立体的图像。
系统设计方案一．系统设计方案1.设计目的设计目的一：作品设计过程需要512个LED灯的搭架焊接，这是一个工作量比较大的动手过程，在这个过程中小组可以熟练单片机设计中不可或缺的过程——焊接；设计目的二：因为在学习单片机课程中，没有过多的设备，也没有接触过外接的驱动电路，但是在光立方这个作品中，需要512个LED灯与单片机连接，其中必定要连接驱动电路，并且在单片机的设计中这也是必不可少的过程，小组可以在制作过程充分学习到外接驱动电路，并理解其重要性——驱动电路；设计目的三：在设计过程中，一定会遇到编程方面的问题，这就可以锻炼小组的算法思维，从而巩固所学知识，并学习新的算法，对我们学习单片机和以后对单片机的设计定下良好的基础——算法。
2.设计要求将512个LED灯先以8*8的方式焊接起8个长宽相等的LED平面，再将焊接好的8个LED平面搭架起来，形成一个8*8*8的立方体，立方体的连接方式将采用其它方式，并非网络上盛传的原始的光立方设计方式，再将外接电路与单片机连接，最后通过点亮其中各个LED灯实现多种3D立体图案的效果。
3.设计思路本系统要求设计一个LED立体显示器，它主要是由中央控制部分，LED驱动部分，LED 显示部分以及电源部分组成，如图所示：LED显示开关单片机连接74hc573芯片内蒙古农业大学毕业设计说明书单片机将提取的字模进行存储，开启开关时单片机就将相应的字模代码通过I/O口输出，实现LED灯负逻辑点亮，利用视觉暂留原理最终使三维立体图像完整的显示在512个LED灯组成的立体区域中。
1.LED灯的选择：因为单片机8*8*8光立方对LED灯的要求比较高，需要实现512个LED灯的整齐罗列，所以小组经过讨论，最终决定使用方形的LED雾灯。
2.外部驱动电路的选择：小组没有依照网络上的原始方案，由单片机连接uln2803芯片再连接74hc573芯片的方式，而是去除了uln2803芯片，直接由单片机连接74hc573芯片，实现8个74hc573对每一列8个LED灯阳极的供电；1个I/O口连接8块74hc573的使能端口，进行对74hc573不同时间的选通；1个I/O口连接一层LED灯的负极，一共有8层LED灯。
3.工作原理的选择：工作原理就是由单片机先进行循环对74hc573进行选通，再由7hc573进行循环对每一列8个LED灯供电，再由单片机传输一组8位的负极信号，对选中供电的一列LED灯进行负逻辑点亮，这里一共有64列8个LED灯组成的列，最终组成LED 的立方体，通过负极信号的不同，实现立方效果的体现。
系统硬件设计二．系统硬件设计1.基本原理图基本原理与硬件电路设计：将512个LED灯先以8*8的方式焊接起8个长宽相等的LED平面，再将焊接好的8个LED平面搭架起来，形成一个8*8*8的立方体，立方体的连接方式将采用其它方式，并非网络上盛传的原始的光立方设计方式，再将外接电路与单片机连接，最后通过点亮其中各个LED灯实现多种3D立体图案的效果。
2、各部分功能（1）外部驱动电路模块小组自己探讨的设计方式要用到8块74hc573，但是并没有用到uln2803，由单片机3个I/O口对整个设计进行控制，1个I/O口同时连接8块74hc573的输入端，进行并行传内蒙古农业大学毕业设计说明书输数据，在通过单片机对74hc573的选通，实现8个74hc573对每一列8个LED灯阳极的供电；1个I/O口连接8块74hc573的使能端口，进行对74hc573不同时间的选通；1个I/O口连接一层LED灯的负极，一共有8层LED灯。
（2）LED显示模块LED显示模块是由单片机先进行循环对74hc573进行选通，再由7hc573进行循环对每一列8个LED灯供电，再由单片机传输一组8位的负极信号，对选中供电的一列LED灯进行负逻辑点亮，这里一共有64列8个LED灯组成的列，最终组成LED的立方体，通过负极信号的不同，实现立方效果的体现。
3、系统硬件系统功能主要体现在3个部分：（1）单片机控制本装置采用了STC12C5A60S2单片机，它支持直接通过串口线下载程序，对于本设计而言，显示立体图像需经常改变，STC12C5A60S2方便许多，因此选择STC12C5A60S2作为本设计所用的单片机。
（2）显示功能信息传递主要由显示来完成，本设计显示功能由512个发光二极管来完成。
512个发光二极管以8个为一组，分为64组，每组LED灯以共阳的方式连接，用P1口实现每组LED 灯的负逻辑点亮。
经过分析论证，我们决定了系统各模块的最终方案，流程图如下：单片机系统硬件设计整套系统以STC12C5A60S2单片机为核心控制系统，使用512只LED灯作为显示区域，其中512只LED灯直接与单片机I/O口和7hc573芯片相连。
当开启开关时，单片机先对7hc573芯片进行选通，向7hc573芯片传送数据，选中某一组LED灯，再由单片机向该组LED灯传送数据，实现LED灯的负逻辑点亮，依据人体的视觉暂留原理，随着显示区域的显示，输出数据的每组LED灯的效果也不会立刻消失而是随着立体区域中逐渐点亮的LED 灯形成立体图像。
系统的元器件明细表：内蒙古农业大学毕业设计说明书三．系统软件设计1.软件设计思路小组自己探讨的设计方式要用到8块74hc573，但是并没有用到uln2803，由单片机3个I/O口对整个设计进行控制，1个I/O口同时连接8块74hc573的输入端，进行并行传输数据，在通过单片机对74hc573的选通，实现8个74hc573对每一列8个LED灯阳极的供电；1个I/O口连接8块74hc573的使能端口，进行对74hc573不同时间的选通；1个I/O口连接一层LED灯的负极，一共有8层LED灯。
工作原理就是由单片机先进行循环对74hc573进行选通，再由7hc573进行循环对每一列8个LED灯供电，再由单片机传输一组8位的负极信号，对选中供电的一列LED灯进行负逻辑点亮，这里一共有64列8个LED灯组成的列，最终组成LED的立方体，通过负极信号的不同，实现立方效果的体现。