【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書( 論文)設(shè)計(jì)(論文) 題目:________________________ 基于單片機(jī)的光立方控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè): 班 級: 學(xué) 號: 姓 名: 指導(dǎo)教師: 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)I目 錄摘 要 .....................................................1第一章 緒論 ................................................2第二章 硬件設(shè)計(jì)與分析 ......................................3 總體設(shè)計(jì)方案 .......................................3 單片機(jī)主控模塊 .....................................4 芯片介紹 .....................................4 時鐘電路設(shè)計(jì) .................................6 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .................................7 驅(qū)動模塊 ...........................................7 陰極驅(qū)動電路 .................................8 陽極驅(qū)動電路 .................................9 顯示模塊 ..........................................11 LED 的選擇 ..................................11 顯示電路 ....................................11 整機(jī)工作原理 ......................................12第三章 軟件設(shè)計(jì) ...........................................13 主程序的設(shè)計(jì) ......................................13 顯示程序的設(shè)計(jì) ....................................14 LED 顯示的數(shù)據(jù)傳送 ..........................14 顯示程序的設(shè)計(jì) ..............................14 軟件調(diào)試 ..........................................15畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)II第四章 硬件焊接與調(diào)試 .....................................17 主板的焊接 ........................................17 PCB 板的制作 ................................17 主板的焊接 ..................................18 LED 光立方的搭建 ...................................19 由點(diǎn)到線 ....................................19 由線到面 ....................................20 由面到體 ....................................20 電腦端的 ISP 控制軟件 ..............................21 整機(jī)調(diào)試及結(jié)果分析 ................................22結(jié) 論 ....................................................24參考文獻(xiàn) ..................................................25附錄 1 整機(jī)電路圖 .........................................26附錄 2 源程序 .............................................27附錄 3 元器件清單 .........................................31畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)第 1 頁摘 要光立方是一個長、寬、高由 888 個 LED 燈組成的真實(shí) 3D 立方體顯示器。其最大的特點(diǎn)，就是帶給觀賞者立體的超酷的 3D 視覺體驗(yàn)。本設(shè)計(jì)的硬件主要分為三個模塊：主控模塊、驅(qū)動模塊、顯示模塊。采用的主控芯片為 STC12C5A60S2 芯片，驅(qū)動電路是采用我們常用 ULN2803 芯片，顯示電路采用八個 74HC595 移位寄存芯片控制每一面 LED 燈。本設(shè)計(jì)采用 C 語言編程，通過對單片機(jī)編程來控制LED 的亮滅，采用延時控制來 LED 亮滅時間的長短，最終使得整個立體展現(xiàn)不同的造型和圖案，使其變得美輪美奐、絢麗多彩。關(guān)鍵字 光立方，移位寄存器 74HC595，單片機(jī) STC12C5A60S2，驅(qū)動芯片 ULN2803畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)第 2 頁第一章 緒論隨著人們生活水平的不斷提高，3D 效果的欣賞已經(jīng)成了人們的追求，美輪美奐的觀賞讓人醉心不已，給人帶來無比寬松舒適的美感。3D 技術(shù)的將來必有廣泛應(yīng)用。僅 3D 打印技術(shù)這一還處在萌芽階段的技術(shù)就已經(jīng)在世界掀起了巨大波瀾。就現(xiàn)有來看 3D 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于軍工、航空航天、水下作業(yè)、模擬分析等高端領(lǐng)域。隨著科技發(fā)展3D 技術(shù)的成本也會越來越低，相信 3D 電視將來也會像液晶電視一樣走入普通家庭。3D 技術(shù)在未來還可以應(yīng)用于教學(xué)，醫(yī)學(xué)，地下采礦，空中導(dǎo)航等領(lǐng)域。但就目前的發(fā)展，3D還不能夠普及到人們的生活中，這也就萌發(fā)了人們對于3D的設(shè)計(jì)。因此，本課題以發(fā)光二極管的搭建的888立體點(diǎn)陣，是一個長、寬、高由888個LED燈組成的真實(shí)3D立方體顯示器。采用單片機(jī)STC12C5A60S2為核心編程技術(shù)，對發(fā)光二極管進(jìn)行控制，使其顯示出不同的花樣，帶給人未來3D技術(shù)的科技體驗(yàn)。光立方是由四千多棵光藝高科技“發(fā)光樹”組成的，在2022年10月1日天安門廣場舉行的國慶聯(lián)歡晚會上面世，這是新中國成立六十周年國慶晚會最具創(chuàng)意的三大法寶之首,自從國慶60周年聯(lián)歡晚會開始演練后，一個全新的名詞“光立方” ，吸引了全國人民的關(guān)注。國慶聯(lián)歡晚會三樣法寶，光立方為最耀眼， “光立方”在氣勢和整體感覺上,融合了北京奧運(yùn)會開幕式“擊缶而歌”和“活字印刷”的風(fēng)格，而各種圖案則與貫穿奧運(yùn)會開幕式的“畫卷”有異曲同工之妙。 “光畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)第 3 頁立方”可以根據(jù)愛國歌曲的不同內(nèi)容,展示不同的造型和圖案，具有豐富的視覺效果。本光立方設(shè)計(jì)是一個集實(shí)際型經(jīng)濟(jì)型性價(jià)比高便宜而且能夠幫助你更好的學(xué)習(xí)C語言等多功能于一身的一個藝術(shù)、裝飾品。作為一個忠實(shí)的電子愛好者，美觀時尚應(yīng)當(dāng)是我們的不懈追求，引領(lǐng)更多的初學(xué)者走上電子愛好者之路更是值得我們努力的。而3D光立方所能帶來的震撼力和吸引力是其他電子設(shè)計(jì)所不能動搖的。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)第 4 頁第二章 硬件設(shè)計(jì)與分析 總體設(shè)計(jì)方案該光立方設(shè)計(jì)方案，其核心模塊有四個：主控模塊、驅(qū)動模塊、顯示模塊、電源模塊?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖21所示：圖21 總體設(shè)計(jì)框圖本光立方設(shè)計(jì)由直流5V直流穩(wěn)壓電源給整個系統(tǒng)供電，采用STC125A60S2單片機(jī)作為主控制芯片。整個光立方系統(tǒng)的工作流程是：通過對單片機(jī)STC12C5A60S2進(jìn)行編程，然后輸出兩路信號分別送到陰極驅(qū)動電路和陽極驅(qū)動電路，最后由它們輸入到顯示電路控制LED光立方體上每個LED燈的亮滅，利用人眼的暫留效應(yīng)，得以呈現(xiàn)出不同的圖案和動畫。本設(shè)計(jì)具有以下幾個特點(diǎn)：畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)第 5 頁888LED陣列3D光立方體顯示器，設(shè)計(jì)方案精簡，電路簡潔，采用的材料是高亮霧狀藍(lán)色LED燈，可以達(dá)到光立方最佳視覺效果。連貫圖形顯示效果，渾然一體，一氣呵成。能給用戶帶來立體的可視的震撼視覺效果。程序內(nèi)置壞點(diǎn)檢測部分，以及多種圖形顯示模塊。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的LED 陣列制作模板，讓LED 陣列制作簡單快速。套件制作因此變得簡單。初學(xué)者也可以制作出規(guī)范、美觀的成品。 單片機(jī)主控模塊主控電路由單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路等組成，它是電路工作的最基本的單元電路，任何單片機(jī)基于單片機(jī)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)都離不開它。 芯片介紹制作光立方使用的單片機(jī)開發(fā)板采用了宏晶科技新推出的 1T 增強(qiáng)型 51 單片機(jī)中功能較為強(qiáng)大的一款——STC12C5A60S2。此芯片集成了各種高性能工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，并且與傳統(tǒng) 51 在資源布局上有完全的兼容性，大部分傳統(tǒng) 51 的程序可以直接拿過來使用無需做修改。與傳統(tǒng) 51 不同的是，STC12C5A6