【導(dǎo)讀】本次設(shè)計使用512個LED燈制作8*8*8的LED立方體，命名為光立方。STC12C5A60S2芯片作為主控，8個74HC573鎖存器和一個ULN2803芯片擴展I/O口，作。通過編程控制I/O口，點亮指定的LED燈，使得顯示不同的畫面。光立方因點亮LED燈將會形成各種圖形，如愛心、數(shù)字、雨滴、正方體等十幾種畫面。此外，我們還可以外接音頻輸入，通過AD采樣，快速傅里葉變換FFT，可以讓。經(jīng)過系統(tǒng)測試，最終達到設(shè)計要求。

　　

【正文】 。 光立方測試遇到的問題 （ 1） 發(fā)現(xiàn)動畫顯示一段時間后跳出到開始界面，為此糾結(jié)很長時間，但最后發(fā)現(xiàn)用的電源（ USB）電流不穩(wěn)定，后來換用 5V 移動電源供電，光立方正常運行程序顯示動 畫。 （ 2） 光立方正常運行時發(fā)現(xiàn)頂層 LED 燈亮度與其他各層不同。以為驅(qū)動電路有問題，就把 8 個 74HC573 芯片仔細檢查一遍，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動模塊工作正常，最后檢查 LED 焊接發(fā)現(xiàn)頂層陰極斷路。問題解決后，亮度一致，光立方動畫顯示正常。 （ 3） 光立方動畫顯示不連貫，有明顯停頓，造成這樣顯示一般是延時過長。通過改小延時函數(shù)參數(shù)，動畫完美顯示。 27 結(jié)論 本次光立方設(shè)計主要通過單片機控制 512 個 LED 燈的自由點亮，從而可以實現(xiàn)各種動畫顯示，在設(shè)計過程期間出現(xiàn)很多錯誤，都被及的發(fā)現(xiàn)并改正。 （ 1） 下載程序檢測時發(fā)現(xiàn)圖 案不完整，檢查程序后發(fā)現(xiàn)，原來是在送完 P0 口數(shù)據(jù)后，就立馬加了個延時，再送 P2 口數(shù)據(jù)，再延時，這樣導(dǎo)致 P0 口與 P2 口之間的顯示效果在視覺上慢了半拍，達不到預(yù)期圖案要顯示的效果，最后將中間的那個延時程序調(diào)到送完 P2 口數(shù)據(jù)之后再給其進行延時，通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)能夠正常顯示。 （ 2） 在編寫各種圖案顯示代碼的時候，讓我深刻的體會到，要想編好相應(yīng)的代碼，雖然可以配合取模軟件，但光立方的三維空間的想象能力還是比較重要， 512 個燈到底是要求哪個燈給高電平哪個燈給低電平，還要根據(jù)顯示要求組合好。以防出現(xiàn)亂碼顯示情況。 （ 3） 本次設(shè)計硬件部分 相對簡單，主要是動畫編寫，因此熟練應(yīng)用定時器、中斷等編程方式，可以大大減少程序冗余。 （ 4） 在做音頻頻譜過程中，由于不會實時處理漂浮點下落速度，從而使頻譜顯示顯示變化高度一致，沒有達到想要的顯示效果，這也是本次設(shè)計的一個不足之處。 28 致謝語 接近半年的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，在這段時間的設(shè)計和學(xué)習(xí)過程中，我得到了很多人的幫助，學(xué)到了很多東西， 由衷的感謝一直以來關(guān)心和幫助我的老師與同學(xué)。 首先，感謝我的指導(dǎo)老師任志山和其他指導(dǎo)過我的老師們。在選定設(shè)計課題的時候，任老師給 我們每個同學(xué)分析近幾年的發(fā)展趨勢，引出了以“實用”、“創(chuàng)新”為特色的設(shè)計要求，并給我們每個指出了設(shè)計課題的大方向。在設(shè)計過程中，老師以自己精專的知識，不斷地啟發(fā)我，使我的設(shè)計得以順利進行。有了老師們的監(jiān)督和指導(dǎo)，讓我很好地把所學(xué)的專業(yè)知識得以應(yīng)用，在實踐中再次提高。而且大大培養(yǎng)了自己的動手能力，這對我以后的工作會有很大的幫助。另外， 每個畢業(yè)的學(xué)生都要面臨畢業(yè)論文的問題，一個優(yōu)秀的設(shè)計論文，需要注意的細節(jié)很多，而學(xué)生很難一次性做到位。比如在寫論文時，存在論文布局、內(nèi)容、格式等方面的問題，老師給我一一講解與修改 ，花費了老師的很多時間，任老師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏捷的思維、求實的工作作風(fēng)以及飽滿的工作熱情給我留下了深刻的影響，是我終生學(xué)習(xí)的榜樣。在這里我特別謝謝我的指導(dǎo)老師 —— 任志山。 再次，我要感謝同學(xué)對我?guī)椭椭笇?dǎo)，在設(shè)計中不懂的請教同學(xué)時，總是很熱心的幫我發(fā)現(xiàn)問題，尋找更好的解決辦法。 最后，祝你們身體健康 , 工作順利。 29 參考文獻 [1] 《單片機、 DSP、 PLD、 EDA 的介紹、比較和分析》 山西電子技術(shù) 王海林 王瑋 2020 年 [2]《新概 念 51 單片機 C 語言教程 [M]》電子工業(yè)出版社 郭天祥 2020 [3]《 基于單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng) [J]》 中國新通信 馬凱 [4]《常用電子元件及其應(yīng)用》 人民郵電出版社 陳永甫 2020 [5]《單片機實現(xiàn)音頻頻譜顯示的快速算法研究》 高等教育出版社 吳吉發(fā) 陳特放 [6]《 基于單片機的 LED 點陣顯示系統(tǒng)的設(shè)計 [J]》 計算機與數(shù)字工程 戴祿君 劉戰(zhàn)峰 [7]《基于單片機的夢幻光立方 3D 顯示器設(shè)計與制作 [J]》電腦編程技巧與維護 魯宛生 王林景 王林生 . [8]《國外家用 LED 燈簡介及我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策》 張瑞西 南京工業(yè)大學(xué) [9]《 Keil Software_Cx51 Compiler User’ s Guide》 [10]《 國慶 60 周年聯(lián)歡晚會 光立方 的設(shè)計與實施 [J]》 演藝科技 白明 [11] 《基于 STC 單片機的 8 8 8LED 光立方系統(tǒng)設(shè)計 [J]》 自然科學(xué)版 肖英 李行杰 30 附錄 附錄 1：實物圖 圖一 31 圖二 圖三 附錄 2：系統(tǒng)總原理 圖 32 附錄 3：呼吸燈 PCB 附錄 4：光立方主程序 include include include uchar function_tab=0。 /*************主函數(shù) ******************/ void main() { while(1) { P3=0x00。 if(!keyamenu) //判斷 K2是否按下 { delay(30)。 //按鍵驅(qū)抖 if(!keyamenu) {function_tab=1。FFT_Deal()。} //標(biāo)記 1 音頻顯示動畫 } if(!keyout) //判斷 K3是否按下 { delay(30)。//按鍵驅(qū)抖 if(!keyout) {function_tab=2。dis()。} //標(biāo)記 2 自動播放模式 } } } 模塊一 /**********動畫播放模式選擇 ********/ void dis() { int i,j。 char go。 delay(800)。 init()。 //初始化函數(shù) ////////////////////////呼吸燈 P2=0xff。 P0=0。 P2=0x80。 P3=1。 33 while(!menu) { for(i=0。i400。i++) { key_menu_scan()。 if(menu) break。 P0=0x80。 delay1(i)。 P0=0。 delay1(400i)。 if(i200) { j=2。 while(j) { P0=0x80。 delay1(i)。 P0=0。 delay1(400i)。 } } } for(i=0。i401。i++) { if(menu) break。 key_menu_scan()。 P0=0x80。 delay1(400i)。 P0=0。 delay1(i)。 if(i200) { j=2。 while(j) { P0=0x80。 delay1(400i)。 P0=0。 delay1(i)。 } } } } //P3M0=0x00。 ///////////////////////////開機掃描 turn_on(9)。 H_scan(5)。 V_scan(5)。 W_scan(5)。 /////////////////主菜單選項 while(1) { hy(number+37*8,2)。 while(!amenu) { W_side(number+(36+menu)*8,1,45)。 } switch(menu){ case 1: //模擬音譜顯示 delay(400)。 while(!out) 34 { TR0=1。 MODE_Music()。 //模擬音頻 } TR0=0。 break。 case 2: //動畫顯示 delay(400)。 amenu=0。//menu=1。 go=1。 cut()。 go=1。 while(go) //動畫 1：倒計時 { for(i=0。i10。i++) hy(number+27*8+i*8,3)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 //字母旋轉(zhuǎn) while(go) { zimu(number,19,12,1)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 //方框縮放 while(go) { for(i=0。i2。i++) for(j=0。j2。j++) cube(0,j,6)。 for(i=0。i2。i++) for(j=0。j2。j++) cube(1,j,6)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 //上升沿 while(go) { rain(1,10,9)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 while(go) //旋轉(zhuǎn)條 { xuanzhuantiao(1,4,4)。 xuanzhuantiao(1,3,5)。 xuanzhuantiao(1,2,6)。 xuanzhuantiao(1,1,7)。 if(out) go=1。 else 35 go=0。 } go=1。 //雪花旋轉(zhuǎn) while(go) { donghua(bianxing_table,11,1,24)。 xzcube()。 donghua(y_table,6,5,5)。 donghua(x_table,6,5,5)。 donghua(z_table,6,5,5)。 link00()。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 while(go) //伸縮 { shensuo(5)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 while(go) //波浪 { donghua(sin_cube_table,14,22,5)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 //方框縮放 while(go) { for(i=0。i3。i++) for(j=0。j3。j++) cube(0,j,6)。 for(i=0。i3。i++) for(j=0。j3。j++) cube(1,j,6)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 while(go) //愛心跳動 { donghua(hart_table,2,10,32)。 if(out) go=1。 else go=0。 } go=1。 while(go) //閃點樓梯 { for(i=1。i0。i) sh