【正文】 c1=c1*10/t。 b=(dat[cp]2)amp。 } } void point(uchar x,uchar y,uchar z,uchar le) { uchar ch1,ch0。 } void clear(char le) { uchar i,j。 else n=0。 /*initializtion That is to initialize the program . It is write to set the timer in c52 mcu. So the program can renovate the led_3d_cube in fixed time use the interrupt function.*/ void sinter() { IE=0x82。 （ 6）驅(qū)動芯片 ULN2803 我無論如何也不知道接電阻的方式，上拉電阻和限流電阻總是想不過來，好在理解了，因為要連接負極所以用不到上拉電阻，限流電阻只是控制燈的亮暗程度和保護 LED。 程序的調(diào)試 一開始程序發(fā)現(xiàn)并不能進行編譯，號召同學們通力合作怎么也發(fā)現(xiàn)不了錯誤，最后才發(fā)現(xiàn)原來頭文件寫成了 include，應該寫為 include，并且保存了這個頭文件后能夠成功編譯。 23 23 4 各模塊的組建 光立方的組成搭建與注意事項 如附錄圖 1 所示，光立方每一面都有 64 個燈橫向 8 個燈縱向 8 個燈，一共有 8個橫向陰極 8 個縱向陽極，陰極是由 ULN2803 控制的，陽極是由 74HC573 控制的，立方體一共由 8 個面組成。 19 19 圖 74HC573 管腳排列圖示 表 1 74HC573 的功能表 輸入狀態(tài) 輸出狀態(tài) OUTPUT ENABLE LATCH ENABLE D Q 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 X 鎖存 1 X X 高阻態(tài) X 表示無論輸入什么都沒有影響 （ 3）可以與 TTL,CMOS 電路兼容 （ 4）對于控制端具有緩沖的功能 （ 5）能使有滯后現(xiàn)象的干擾得到有效的改善 像 74HC573 這種芯片的電路的優(yōu)點在于當作為驅(qū)動與系統(tǒng) 的總線接口相接時用不到其他的外接接口，因此本方案在選擇驅(qū)動時選擇了 74HC573 這種可以緩沖又能適用雙向總線驅(qū)動的 8D 鎖存器。 圖 管腳連接圖 圖 ULN2803 的外形 圖 ULN2803 的內(nèi)部電路圖 ULN2803 內(nèi)部為 8 重達林頓管，所謂達林頓管就是一對共基的復合管，兩個 NPN三極管串聯(lián)，他的放大倍數(shù)是兩個 NPN 放大倍數(shù)之積，放大倍數(shù)是非?？捎^的，所以它一般 是用來放大非常微小信號。 高速、低功耗的 STC12C5A60S2 單片機與普通 51 單片機的程序代碼完全兼容，速度是 8051 的 812 倍，并且可以進行串口編寫燒錄功能；關于時鐘電路，使用了12MHZ 的石英晶振。采用層共陰束共陽的原因是比較容易控制燈體，也有利于電路設計和便于系統(tǒng)的焊接，而且考慮到所使用驅(qū)動芯片 ULN2803 的灌電流特性此設計也非常適用。 現(xiàn)如今這個基礎材料產(chǎn)業(yè)化的時代， LED 顯示屏的制作成本不斷下降，在基于微處理器的 控制系統(tǒng)下發(fā)展迅速，這使得 LED 產(chǎn)業(yè)蒸蒸日上，同時 LED 的產(chǎn)品性能在顯示亮度、色彩、白平衡均有一個比較理想的效果 LED 發(fā)展給我們帶來的機遇 LED 作為一種高新技術產(chǎn)業(yè)，無疑是各個技術領域想要涉足的產(chǎn)業(yè)，隨著近幾年我國的發(fā)展， LED 顯示技術在中國取得了先進的技術成果，涌現(xiàn)了一批具有領先水平的企業(yè)，伴隨著社會的不斷進步 LED 的需求不斷加大，同時這方面的技術人才也將會是各個企業(yè)一個競相競爭的領域，電子信息化的時代 LED 顯示技術是不可或缺的，這方面給我們個人和國家的基于也是勢在必得的。 1 1 摘 要 光立方是 LED 發(fā)光二極管構(gòu)成的正方體形狀的立體顯示裝置，使用單色或多色發(fā)光管，可以產(chǎn)生復雜靈活、十分有吸引力的顯示效果，包括單一立體圖形的靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示和多種圖形的交替顯示等多種顯示方式，未來甚至可能以此為基礎，真正實現(xiàn)復雜圖像的三維顯示。 設 計的總體要求 本課題主要是光立方的控制和驅(qū)動電路的設計，這需要弄懂 LED 發(fā)光二極管的工作原理、技術，理解 LED 發(fā)光二極管的驅(qū)動原理、技術和實現(xiàn)方法，明確應采用的主要技術手段，給出實現(xiàn)功能需要的基本結(jié)構(gòu)單元。 8 8 單片機 I/O 口分配以及編程如何實現(xiàn) 本光立方 由單片機控制，要想實現(xiàn)光立方的控制就要從光立方的結(jié)構(gòu)出發(fā)，合理的分配單片機輸入輸出口，從而對每一層每一束每一個小燈進行自由的控制，本設計對單片機輸入輸出口的分配如下： P0 口： P0 口連接鎖存器 74HC573 的輸入端， 74HC573 的輸出端連接光立方束，然后通過單片機 P0 口發(fā)送信號到 74HC573 來實現(xiàn)對每一束亮滅的控制，一片 74HC573控制一面，一共八面八片。主要的特性在于他可以存儲比較大的程序，具備 FLASH 工藝。 16 16 NPN 三極管 了解三極管對于學習單片機有著非常好的幫助，在數(shù)子電路中主要研究學習的是三極管的開關特性，在模擬電路中主要研究的是三極管的放大特性 [1]。 圖 邏輯圖 20 20 圖 連接圖 如圖 的連接方式，在上一節(jié)介紹了單片機的 I/O 口，現(xiàn)在介紹與 TTL 器件的連接工作原理，假設 連接了 74HC573 的一個管腳，因為片內(nèi)的輸入阻抗相對來說是非常高的，相當于端口接了一個很大的電阻到地，當三極管導通時電流是通過Rc 流入大地， Ri 上電流為 0，當三極管停止工作后，電流就會通過 RC,Ri，這時由于這兩個電阻的分壓 點的電壓就等于這兩個電阻的分壓，同時電流： I 總電流 =5V247。 LED 燈是通過區(qū)別引腳的長短來區(qū)分正負極的，其中長為正，短為負，本方案的燈體是層共陰需要把一層的陰極連接，這樣每一層一共有 8 個 負極， 64 個陽極。 換一個程序后發(fā)現(xiàn)顯 示出的是亂碼，原因是更換的程序并不和本設計的原理一樣，雖然同樣層共陰束共陽但是控制管腳不同，最后決定用原程序。 （ 7）顯示效果比較滿意，能完成復雜的動畫顯示，但是攜帶不太方便。 TCON=0x01。 return n。 for (j=0。 ch1=1x。0x07。 for (i=0。 b1=b1*10/t。0x07。 } delay(speed)。 return a。 if (num) n=1。 /*3p char*/ uchar code table_3p[3][8]={0xff,0x89,0xf5,0x93,0x93,0xf5,0x89,0xff,0x0e,0x1f,0x3f,0x7e,0x7e,0x3f,0x1f,0x0e,0x18,0x3c,0x7e,0xff,0x18,0x18,0x18,0x18}。 （ 5）開始沒有考慮到要防靜電 對小燈造成毀滅性影響，導致小燈總是壞掉。 在能夠正常顯示后，最后發(fā)現(xiàn)整個調(diào)試過程已經(jīng)使整個光立方已經(jīng)嚴重變形了，于是又在 8 個邊焊接上了幾根固定用的鐵條來使光立方更加穩(wěn)固。 LED 燈的選擇 LED 燈具有多種型號，單個 LED 燈發(fā)光也看不出效果，為了確保整個系統(tǒng)具有良好的的發(fā)光效果需要對 LED 進行選擇，普通的發(fā)光二極 管發(fā)光聚光比較差焊接在一起顯示動畫時相互影響非常影響顯示效果，所以使用聚光比較強的長腳高亮方形燈珠，顯示效果比較好并且長腳也利于焊接。 74HC573 的介紹 74HC573 芯片是可以與 CMOS 電路組合電路的，作為鎖存器它具有如下特點： （ 1）它具有三種狀態(tài)的輸出，高電平、低電平、高阻態(tài)被稱為三態(tài)總線驅(qū)動輸出； （ 2）它具有存儲功能，當 74HC573 的使能端加上一個低電位時上一個信號的數(shù)據(jù)將會被存儲等待下一個信號的輸入，具體功能如下： 74HC573 有 兩個使能端一個是輸出使能，一個是鎖存使能，當輸出使能為低電平鎖存使能為高電平時，輸入端和輸出端是一樣的，也就是 2 到 9 引腳輸入什么信號，12 到 19 就輸出什么信號，他們是一一對應的，當鎖存使能為低電平時，這時無論輸入端輸入什么信號，輸出端永遠保持上一個信號不變，如果輸出時能為高電平鎖存使能不論什么信號輸出端永遠都會處在高阻態(tài)。 因為本方案一共驅(qū)動了 512 個 LED 燈，所以需要掃描驅(qū)動，就是對行和列進行選擇亮暗從而控制整個光立方的單個小燈，這時所要求的電流也比較大而 ULN2803 正好滿足這個條件，當單片機引腳控制 ULN2803 引腳時，單片機引腳輸出低電平則對應的引腳輸出高阻態(tài)，如果要輸出高電平需要上拉電阻這樣就不可避免的使整個系統(tǒng)更加的雜亂，不過真正試驗才發(fā)現(xiàn)要想保護小燈還需要加限流電阻，所以本方案采用 15 15 的是層共陰，讓 ULN2803 接在每一個層的陰極來實現(xiàn)控制每一層的亮滅，束是由74LS573 來控制亮滅的后面將會介紹。現(xiàn)在單片機從最早的 8080 到現(xiàn)在最先進的 ARM，單片機已經(jīng)走過了很長的一段路，而 51 系列到現(xiàn)在還廣泛使用，本課題就是應用STC12C5A60S2。 圖 豎層交點 本方案采用了層共陰束共陽，也就是每一層的 LED 燈的陰極是連接在一起的，每一束的陽極是連接在一起的。隨著人們對 LED 不斷地探究與發(fā)掘， LED 顯示屏將會朝著更加適合全天候的方向發(fā)展，在顯示方面也將會給以人們更加清晰舒適的方向發(fā)展。光立方是一個集實際型 、經(jīng)濟型、性價比高的藝術品， 它不僅僅局限于裝飾，更是能夠幫助更好的學習 c 語言實際應用、滿足單片機愛好者對基于單片機控制系統(tǒng)電路設計研究的好課題。應用 LED 二極管構(gòu)成光立方顯示模塊，設計發(fā)光管的分頁方法、微處理器的連接方式。如下圖為一面 LED 燈的連接圖。 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)組成部分 有： （ 1）晶振 （ 2）復位電路 （ 3）電源 （ 4）輸入 /輸出設備 四個部分組成，最小系統(tǒng)是單片機用來實現(xiàn)控制的基礎，如果把單片機比作大腦那么最小系統(tǒng)就是整個身體，整個光立方就是這個身體控制的機器，通過各個部分的協(xié)調(diào)合作來調(diào)度整個大系統(tǒng)的工作實現(xiàn)各個功能。 圖 晶體管的輸出特性曲線 截止表 示三極管不工作輸出高電平，飽和表示三極管導通輸出低電平 圖 NPN 三極管 b 為基極， c 為集電極， e 為發(fā)射極。（ 50+500） = () 電壓 = 500= () 根據(jù) TTL 電路高低電平的依據(jù)輸出為高電平說明是可以這樣接的 。為了整個光體的美感整個框架都是 LED 自身的引腳支撐。 27 27 6 仿真 仿真采用的是 protues，按照原理圖連接各個端口。 （ 8）選芯片的時候也猶豫不決，糾結(jié)了好幾天，因為 74HC573 與 74HC245 這倆芯片真的都可以用，但是考慮到前者可以鎖存來使 I/O 口有更大發(fā)揮空間，所以放棄了74HC245。 TH0=0xc0。 } /*To figure out the round number*/ uchar abs(uchar a) { 35 35 uchar b。j8。 ch0=~ch1。 c=dat[cp]amp。it。 a1=a1*10/t。 a=(dat[cp]5)amp。j++) display[j][i+4]=0。 if (ac) a=c。(1b)。 /*railway 3*/ 34 34 uchar code dat3[24]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x16,0x26,0x36,0x46,0x56,0x66,0x65,0x64,0x63,0x62,0x61,0x60,0x50,0x40,0x30,0x20,0x10}。 （ 4）因為上位機