光立方设计说明书
444光立方制作
光立方的制作——4*4*4，573驱动层共阳,束共阴方案①【材料准备】以下是材料清单：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02、74HC573，1个，（建议买多买几个，以备特殊情况。
）03、IC座，这个可以多买点，记得买20P和40p。
04焊接飞线，自己有导线也行，一定要结实耐用，要多准备些。
06、电阻， 100-500欧的，10k的07、排针，排插用来焊接。
08、洞洞板，用 11cm*8cm的，别买太小的，不好焊接，用单面覆铜的就行。
09、硬纸盒，用来做模具。
尽量找光滑的，容易打眼的，塑料板也行。
10、电烙铁，30W或40W的，如果有经济条件最好买防静电的，带焊台，也可以就买十几块一个的普通电烙铁就行。
7-30元，价格具体看质量而定。
11、防静电镊子，一个，用来夹灯珠。
12、51单片机系统，可以自己焊接.。
13、STC12C5A60S2 或STC89C52芯片一个，STC12C5A60S2运行速度快比STC89C52好，同时也可以用来存储较多的动画。
20、焊锡，有条件的最好用无铅的，没条件的就跟我一样用10块钱一卷的吧。
无铅焊锡30-80一卷。
②【灯体焊接】下面开始制作，对LED的脚进行折弯，LED有两个引脚，长的接正极，短的接负极，本方案采用层共阳、束共阴的办法，就是每层16个灯珠的正极接在一起，每束4个灯珠的负极接在一起。
具体如下图;将正极折向同一方向。
不要慌不要忙，耐心地完成64个LED的折弯工作，两个眼间距2cm打出4*4的16个眼，一定要规则整齐，否则直接导致焊接效果不均匀。
打眼的内径应和你买的LED相匹配，不能太小也不能太大，正好能把LED的灯珠按进去即可。
之后对你辛辛苦苦折过弯的LED灯珠进行焊接吧！焊接的方法这里我就不说了自己摸索掌握焊接技巧。
焊接的时候一定要保证LED引脚的干净，不然很不容易焊接，焊出来也很难看。
444光立方课程设计
444光立方课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握光立方的基本概念、原理和应用，提高学生的科学素养和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解光立方的定义、特点和基本原理，掌握光立方的构造方法和操作技巧，了解光立方的应用领域。
2.技能目标：学生能够运用光立方进行简单的计算和建模，能够利用光立方解决实际问题，提高学生的科学思维和创新能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到光立方在科学技术和社会发展中的重要性，增强对科学的兴趣和好奇心，培养学生的科学精神和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光立方的基本概念、原理和应用。
具体内容包括：1.光立方的定义和特点：介绍光立方的概念，解释光立方的特性和优势，引导学生了解光立方的应用前景。
2.光立方的构造方法：讲解光立方的构造原理和方法，引导学生掌握光立方的制作技巧，培养学生的动手能力。
3.光立方的操作技巧：介绍光立方的操作方法和技巧，通过实际操作练习，使学生熟练掌握光立方的使用。
4.光立方的应用领域：讲解光立方的应用案例，使学生了解光立方的应用范围和价值，激发学生的学习兴趣。
三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握光立方的基本概念和原理，引导学生理解光立方的构造方法和操作技巧。
2.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生之间的交流和合作，培养学生的科学思维和创新能力。
3.案例分析法：通过分析光立方的应用案例，使学生了解光立方的实际应用，引导学生运用光立方解决实际问题。
4.实验法：安排学生进行实验操作，使学生亲身体验光立方的构造和操作过程，提高学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将选择和准备适当的教学资源。
具体包括：1.教材：选择适合学生水平的教材，为学生提供系统的学习材料，帮助学生掌握光立方的基本概念和原理。
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光立方课程设计
444光立方课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握光立方的基本概念、原理和应用，培养学生的空间想象能力和创新能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解光立方的定义、特点和基本原理，了解光立方的应用领域，如光学、物理、数学等。
2.技能目标：学生能够通过观察、实验和计算，分析和解决光立方相关的问题，提高学生的实践操作能力和科学思维能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够培养对光立方的兴趣和好奇心，提高学生对科学探究的热情和积极性，培养学生的团队合作意识和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光立方的定义和特点、光立方的原理和计算方法、光立方的应用领域等。
具体安排如下：1.第一章：光立方的定义和特点，介绍光立方的概念和特点，理解光立方的基本性质。
2.第二章：光立方的原理和计算方法，学习光立方的原理和计算方法，掌握光立方的操作技巧。
3.第三章：光立方的应用领域，了解光立方的应用领域，如光学、物理、数学等，探索光立方的实际应用案例。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，介绍光立方的基本概念、原理和应用，帮助学生建立知识框架。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享对光立方的理解和思考，促进学生之间的交流和思维碰撞。
3.案例分析法：分析光立方的实际应用案例，让学生了解光立方的应用领域和实际价值。
4.实验法：进行光立方实验操作，让学生亲身体验光立方的原理和应用，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《光立方导论》、《光立方实验指导》等，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，如《光学原理》、《数学模型》等，供学生进一步深入学习和研究。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件和教学视频，通过图文并茂的形式，生动展示光立方的原理和应用。
基于单片机的3D8光立方设计
基于单片机的3D8光立方设计中图分类号：G688.2文献标识码：A文章编号：ISSN1672-2051 （2020）10-017-01一、设计背景自从国庆60周年联欢晚会开始演练后，一个全新的名词“光立方”吸引了大家的关注。
光立方表演作为国庆联欢晚会最具新意的亮点之一贯穿整个晚会，它凝聚了主创者与表演者的智慧与汗水，融合了北京奥运会开幕式“击缶而歌”和“活字印刷”的风格，而各种图案则与贯穿奥运会开幕式的“画卷”有异曲同工之妙。
为喜庆的节日奉上了视觉盛宴。
二、设计意义与创新21世纪新光源，使得它越来越多地用在彩灯装饰和照明领域。
未来LED发光二极管的市场规模与应用将无限宽广，并将进入一般家庭，取代各种传统的室内外照明灯具。
LED最大的特点在于无须暖灯时间、开关次数对寿命无影响、反应速度快(约在10^-9秒)、安全而且光源控制成本低，使频繁开关成为可能，及运用于动画效果灯上的最佳光源。
LED具有体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快等众多优点，却无白炽钨丝灯泡高耗电、发热量大，光效能低，易碎及萤光粉灯废弃物含汞污染环境等缺点，因此十分被灯饰业者看好。
因此，半导体节能声光控照明灯在各个领域的新系统设计、研究等方面显示出了强有力的推广和应用前景。
本设计采用三种不同的灯光，添加了更动感、跟立体的动画效果，让光立方整体更能呈现出炫丽多彩美轮美奂的动画造型和图案。
三、设计结构说明光立方顾名思义是一个立方体，采用的是8*8*8的模式，主要分为主控模块、驱动模块、显示模块三大模块。
光立方驱动电路，主控电路LED灯等都是纯手工焊接。
采用的主控芯片STC12C5A60S2芯片，驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。
利用512个LED组成的8*8*8的立方体结构，每层共64个LED采用共阴的接法，一共8层，利用锁存器74HC573与驱动器ULN2803的硬件组合而成，有三个控制按钮，用来切换不同的显示模式。
基于STC12C5A60S2单片机的LED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 Cube which 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】 (2)【Abstract】 (3)目录 (3)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。
电子信息专业毕业设计(3D光立方) 精品
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 composed 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 complex, and the cost is also high, and compared 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 common 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)1.1研究意义 (1)1.2研究现状 (2)1.3该论文的内容安排 (2)2、光立方的设计方案 (3)2.1本设计基本功能和特点 (3)2.2拓展功能 (3)2.3总体设计方案 (3)3、硬件设计 (5)3.1 单片机控制电路设计 (5)3.1.1单片机选型 (5)3.1.2单片机控制电路 (6)3.2 驱动电路设计 (7)3.2.1 负极驱动芯片 (8)3.2.2 正极驱动芯片 (10)3.3显示电路设计 (11)3.3.1各层电路设计 (11)3.3.2 LED地址对照表 (12)3.4实物效果图 (13)4、软件设计 (15)4.1 自定义头文件 (15)4.2电脑端的ISP控制软件 (18)4.3程序流程图 (19)4.4 LED显示核心思想 (20)4.5显示部分测试结果 (22)5、硬件焊接与调试 (23)5.1 本设计所需材料 (23)5.1.1LED灯 (23)5.1.2 74HC573芯片 (23)5.1.3自制双声道音频插头 (23)5.1.4 其他材料 (24)5.2光立方LED灯焊接方法及步骤 (25)5.3调试中的问题和解决方法 (27)5.4调试结果 (28)6、总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)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)。
光立方设计原理
黎明途电子•光立方原理你的思维有多宽，光立方的动画就有多多。
我猜想大家做光立方都是为了能随性所欲的控制每一个灯珠，来实现自己想的一些精美动画。
那么，让我们从光立方的原理开始入手。
一讲到原理，估计很多同学就头痛了。
这里借鉴在网上找的一些资料来帮助大家理解光立方的原理。
先从点阵的点亮原理说吧，如图所示这是一张led的点阵图，如果我们想要点亮任意位置的led,我们只要在该位置led所使用的列线接地，行线接上+V即可。
学过单片机的朋友，都知道数码管是怎么点亮的，其中有位选和段选之分，通过扫描来实现所有数码管能正常工作以实现我们想要的数字。
点阵也一样，尽管是8*8的点阵，如果我们让整体能随意显示图案，那也需要用动态扫描的方式来实现，否则无法实现对其精准的控制。
所谓动态扫描，就是说我们一次只能让一行排或者一竖排的灯亮。
每次只能这么点亮，8次为一个周期，从左至右依次点一次，那么循环起来，我们看到的就是完整的图像了。
在这里，一共有8层。
想必大家对光立方的连接已经有了一定的了解，纵向一束的负极性引脚是要连在一起，而横向一层的正极性角连在一起。
从扫描的角度去说，那一次也只能够点亮一层。
这里光立方的一层有64个灯，我们想成之前那个8*8的平面点阵。
光立方的每一层虽然有64个灯，但是我们会有64跟线分别连接到这些灯上，从而实现一次性的对64个灯进行控制。
我们将一个立体画面从下往上分为8层，每次扫面一层这样一副画面就完成了。
通常单片机引脚较少，我们采用74hc595芯片进行拓展（74hc595原理请参考595用户手册）。
下面来一张电路图，此图是用595进行拓展的。
（这张图是模块原理图的截图，接线不是很清晰，可以参考原理图）i i閃frlsi在图中，数据通过串行的方式，分别传送到每一个74hc595中，再内部控制器储存这些数据，从而实现一层64个灯同时的点亮。
描述一个固定画面的显示，需要硬件执行8次扫描的过程。
1•将第一层64个点的数据传入8个74hc595中，控制uln2803层控制芯片打开第一层开关，使第一层点亮，这个时候，其他层是灭的。
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光立方设计说明书
光立方设计说明书
章节一、设计背景和目标
1.1 设计背景
根据市场需求和技术发展趋势，我们开展了光立方设计项目。
随着人们对高质量光学产品和创新设计的需求增加，我们旨在开发
一种具有卓越性能和独特外观的光立方产品。
1.2 设计目标
我们的设计目标是开发出一款具有以下特点的光立方产品：
- 高质量光学性能：确保光学元件的精确度和光传输效率。
- 创新外观设计：在传统的光立方设计基础上，加入新颖元素，提升产品的美观性和独特性。
- 可靠性和稳定性：保证产品在各种环境条件下都能正常工作，并具有较长的使用寿命。
- 成本效益：在保证产品性能的同时，尽量控制生产成本，以
提供具有竞争力的价格。
章节二、设计原理和细节
2.1 光立方构造
光立方由光学元件组成，包括镜面、棱镜、透镜和滤波器等。
我们将采用先进的光学制造技术，确保各个元件的精确度和质量稳定性。
2.2 光学性能优化
通过优化光立方的元件、密封方式和光学参数等方面的设计，我们将实现高质量的光学性能。
具体的优化措施包括减少反射、消除晕圈效应、提高透射率等。
2.3 外观设计
光立方的外观设计将结合传统和现代元素，打造出独特的外观风格。
我们将考虑产品的可定制性，以满足不同客户的需求。
章节三、材料和制造工艺
3.1 材料选择
在光立方的设计中，我们将选择具有优良光学性能和稳定性的材料，如光学玻璃和高精度塑料等。
3.2 制造工艺
光立方的制造过程将采用精密的加工工艺和先进的设备。
我们将确保每个步骤的准确度和一致性，以保证最终产品的质量。
章节四、测试和验证
4.1 光学性能测试
我们将使用专业测试仪器对光立方进行各项性能测试，包括透
射率、反射率、波前畸变等。
测试结果将用于优化设计和生产过程。
4.2 外观检验
每一件光立方产品都将经过严格的外观检验，以确保产品的外
观质量符合设计要求。
章节五、附件
本文档涉及的附件包括：
- 光立方设计图纸
- 光立方元件材料清单
注：附件内容请参阅实际附件文件。
章节六、法律名词及注释
1、版权：指对原创作品享有的法律保护和控制权。
2、商标：指一种商品和服务的标志，用于区分自己的商品和服
务与他人的商品和服务。
3、专利：指对发明技术的独占权，确保发明人对其发明获得经
济回报的保护。
注：以上为部分法律名词及注释，具体名词和解释请参阅相关法律文献。