迷你888光立方制作教程
光立方设计文档
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光立方教程
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
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。
光立方制作+程序讲解
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。
光立方设计制作(全过程、带程序连接)
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。
光立方教程(含HEX烧录文件)
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光立方制作详解
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V1.0
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。
光立方的制作过程
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。
cube8制作(完整：含原理图、代码)介绍
PIU2011
COU2 U2
GND C
PIU101 OC NLX0 X0 11
PIU201 OC NLX1 X1 11
VCC
PIR10 1
CODOWNLOAD DOWNLOAD COR10 R10
RES 1 2 3 4
PIR602
COR6 R6 RES
VCC
VCC
VCC
VCC
B
X0 PIDOWNLOAD02 X1 PIDOWNLOAD03
X1
COU3 U3 1 OC NLX2 PIU301 X2 11 PIU3011 C
Y0 PIU302 2 1D Y1 PIU303 3 2D Y2 PIU304 4 3D Y3 PIU305 5 4D Y4 PIU306 6 5D Y5 PIU307 7 6D Y6 PIU308 8 7D Y7 PIU309 9 8D
PIU401 PIU802
74HC573
COP8 P8 19 1Q PIU8019 PIP801 1 18 2Q PIU8018 PIP802 2 17 3Q PIU8017 PIP803 3 16 4Q PIU8016 PIP804 4 15 5Q PIU8015 PIP805 5 14 6Q PIU8014 PIP806 6 13 7Q PIU8013 PIP807 7 12 8Q PIU8012 PIP808 8
104 40 PIU9040 39 PIU9039 38 PIU9038 37 PIU9037 36 PIU9036 35 PIU9035 34 PIU9034 33 PIU9033 32 PIU9032 31 PIU9031 30 PIU9030 29 PIU9029 28 PIU9028 27 PIU9027 26 PIU9026 25 PIU9025 24 PIU9024 23 PIU9023 22 PIU9022 21 PIU9021