【正文】 D 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 dyeinthewood. 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 2 目 錄 【摘要】 .................................................................................................................................... 1 【 Abstract】 ............................................................................................................................... 1 目 錄 ........................................................................................................................................... 2 第一章 引言 ................................................................................................................................. 1 光立方的研究意義 ............................................................................................................ 1 發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 ............................................................................................................... 1 光立方的功 能和特點(diǎn) ........................................................................................................ 1 光立體的優(yōu)越性以及主要應(yīng)用 ......................................................................................... 2 第二章 控制模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 3 系統(tǒng)總框圖 ...................................................................................................................... 3 總體方案的 選擇 ............................................................................................................... 3 主控芯片 ................................................................................................................ 3 總體方案的選擇 ............................................................................................................... 3 主控芯片 ................................................................................................................ 3 電源選擇 ............................................................................................................... 4 元件選擇 ............................................................................................................... 4 第三章 光立方顯示部分概述 ........................................................................................................ 7 光立方的制作 .................................................................................................................. 7 光立方的原理 ........................................................................................................ 7 LED燈的選用 ...................................................................................................... 7 LED燈的焊接 ......................................................................................................... 9 顯示部分檢測(cè) ..................................................................................................................10 第四章 硬件設(shè)計(jì) .........................................................................................................................13 最小系統(tǒng) .........................................................................................................................13 按鍵模塊 ........................................................................................................................13 功放模塊 .........................................................................................................................14 功放原理圖 ...........................................................................................................14 呼吸指示燈 .....................................................................................................................15 豎排控制電路 .................................................................................................................15 光立方層控制電路 ..........................................................................................................16 硬件電路焊接 .................................................................................................................17 元件清單 ............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 二十一世紀(jì)將是平板顯示的時(shí)代，基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)化，使 LED 燈生產(chǎn)工藝更加完善，成本更低，應(yīng)用加快發(fā)展。 光立方的功能和特點(diǎn) 8*8*8 的 LED 陣列立體顯示器。人們對(duì)其的要求也越來越高，已經(jīng)不再滿足于二維平面，進(jìn)而轉(zhuǎn)向三維平面。電源開關(guān)打開后，呼吸指示燈工作，系統(tǒng)初始化完成后，等待選擇音頻顯示還是動(dòng)畫自動(dòng)播放模式，進(jìn)入音頻模式后可伴隨音頻顯示“跳舞”動(dòng)畫。 選擇一：采用 STC89C52 單片機(jī)作為主控，獨(dú)立 AD0808 或者 AD0804 芯片用做音頻采集。 選擇三 ：采用 DSP芯片作為主控。 DSP 的 強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色，價(jià)格較高，本次設(shè)計(jì)也沒必要那么高的處理速度。因此所需要的電流相對(duì)也比較大，可以選擇 ULN2020 或者 ULN2803，兩者都是反向輸出，輸出 能 力可達(dá) 500mA /50V，可用來做光立方共陰層驅(qū)動(dòng) 。 5 圖 22 ULN2803 內(nèi)部結(jié)構(gòu) （ 2）要做到光立方每一個(gè) LED 可以自由控制，就需要 64 列共陽腳都要控制，而STC12C5A60S2 單片機(jī) I/O 顯然不夠，為了單片機(jī)送出下一組顯示數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)立刻丟掉前一次顯示數(shù)據(jù)而造成圖像不完整，本人選用帶有數(shù)據(jù)鎖存功能的 74HC573 芯片， 如圖 23所示 74HC 引腳圖 。在這種狀態(tài)下 ,可以多個(gè)芯片并聯(lián)輸出。 P2 口作為數(shù)據(jù)輸出端，單片機(jī)送出數(shù)據(jù)控制使能端而實(shí)現(xiàn)鎖存器的數(shù)據(jù)輸出與鎖存，從而控制數(shù)據(jù)在某一時(shí)刻輸出到指定某一排或某幾排。單片機(jī) P0、 P P3 實(shí)現(xiàn)控制 XYZ 空間立體控制來顯示特定圖案。本次設(shè)計(jì)是層內(nèi)共陰，同時(shí) 為了視覺效果更好，本人將陰極管腳在水平方向折彎 90176。 LED 燈的焊接 為了方便焊接，自制簡(jiǎn)易模具，模具孔位間隔要提前量好，保證在管腳搭接時(shí)不要太多或者不能焊接。這里值得注意一點(diǎn)， USB 輸出電源最低 (USB 轉(zhuǎn)串口 )，最高 5V 左右（本人用數(shù)字萬用表測(cè)了一次是 ）。 12 圖 39 LED立方體焊接 最后將完成后的 8 個(gè)面進(jìn)行組成立體焊接，其方法將之前 8 個(gè)面上同一層上陰極依次焊接一起，形成層共陰，用 8 條細(xì)導(dǎo)線分別連接 8 個(gè)層與 ULN2803 輸出端相連。如果按下 K2 按鍵，進(jìn)入音頻頻譜模式；按下 K3 按鍵時(shí)，呼吸燈亮，此時(shí)按下 14 K1 確定鍵 ,進(jìn)入程序執(zhí)行模式，開場(chǎng)動(dòng)畫完成后會(huì)停留“ L”字界面 ,按下 K2 顯示“ E” ,兩個(gè)字母分別代表模擬音頻動(dòng)畫、自動(dòng)執(zhí)行模式。 15 呼吸指示燈 采用 555 定時(shí)芯片，外接幾個(gè)電阻、電容，構(gòu)成電容充放電電路，實(shí)現(xiàn) LED 緩慢亮滅，形象稱做呼吸燈。 ULN2803 用來功率放大的 驅(qū)動(dòng)芯片 ，所以可以用ULN2803 來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與負(fù)載的連接。 圖 49 主控布局