【正文】 辯。與指導(dǎo)老師共同來(lái)完成軟件的編寫(xiě) 第四階段：第 8 學(xué)期 89 周 依據(jù)電路原理圖焊接實(shí)際電路，經(jīng)檢查電路沒(méi)有虛焊、漏接、錯(cuò)接等問(wèn)題后， 下載程序調(diào)試電路達(dá)3D 光立方顯示的預(yù)期成果。 六、任務(wù)完成 的階段內(nèi)容及時(shí)間安排 終確定作品設(shè)計(jì)硬件電路圖。 因此，我們可以隨意的來(lái)點(diǎn)亮立方 體 中任意一處的燈，來(lái)構(gòu)建多種多樣的圖案。每一個(gè)二極管的陰極分別受單片機(jī) 擴(kuò)展后的 I/O 控制。 四、設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)根據(jù)二極管點(diǎn)陣的原理由單片機(jī) I/O 口控制點(diǎn)亮不同的二極管 從而 組成 出 不同的畫(huà)面，根據(jù)人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象即當(dāng)物體移去時(shí)視覺(jué)神經(jīng)對(duì)物體的印象不會(huì)立即消失而是要延續(xù) 秒的時(shí)間 ，來(lái)設(shè)置每幅畫(huà)面的延遲時(shí)間使連續(xù)的一系列畫(huà)面呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)。控制顯示輸出至少二十種顯示效果。 三、設(shè)計(jì)要求 1． 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中心突出，內(nèi)容充實(shí)，論據(jù)充分，論證有力，數(shù)據(jù)可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明，圖表清晰，格式規(guī)范，字跡工整，結(jié)論正確。為追求舒適、逼真、清晰的 3D 視頻顯示，為此制作出一個(gè)三維立體顯示圖案的 LED 光立方。 二、設(shè)計(jì)目的 在當(dāng)今現(xiàn)代信息化社會(huì)的高速發(fā)展過(guò)程中，大屏幕顯示已經(jīng)從公共信息展示等商業(yè)應(yīng)用向消費(fèi)類多媒體應(yīng)用滲透。在愛(ài)折騰網(wǎng)站也曾看過(guò)有用藍(lán)色 LED 和白色 LDE制作的光立方。 LED 點(diǎn)陣顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度，更高耐氣候性，更高的發(fā) 光密度，形狀的多樣性，更高的發(fā)光均勻性、可靠性、多色化方向發(fā)展。 LED 點(diǎn)陣顯示屏的特點(diǎn)還有比 數(shù)碼管具有實(shí)用、便宜、亮度高等優(yōu)點(diǎn)，而且做出來(lái)的 LED 顯示很耐用。加上《模電》《數(shù)電》的學(xué)習(xí)，理解了 LED 共陰和共陽(yáng)接法不同的驅(qū)動(dòng)方法。于是想設(shè)計(jì)出一種 3D 顯示屏。 鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 課題名稱 基于單片機(jī)的光立方的設(shè)計(jì) 課題來(lái)源 教師命題 課題類型 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)的目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素等。） 一、調(diào)研資料準(zhǔn)備 LED 點(diǎn)陣顯示屏已經(jīng)應(yīng)用到了我們生活中的方方面面，科技發(fā)展的腳步一直向前， 3D 電影給人們帶來(lái)了更加震撼的視覺(jué)體驗(yàn)。通過(guò)學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》一書(shū)， 知道 LED 顯示分靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，以及兩種顯示的控制方法。在網(wǎng)站上查找相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)，了解 LED 顯示技術(shù)的特色之處：一是節(jié)能（直接功耗，間接耗能），二是基本無(wú)電離輻射，三提高空間利用率。 LED 顯示屏還具有 亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定 等優(yōu)點(diǎn) 。另外在電子工程師之家看過(guò)網(wǎng)友發(fā)帖曬自己制做的 3D 光立方顯示，有 5X5X5 的、 8X8X8 的、甚至還有一個(gè) 16X16X16 的。于是我最終確定也制作一個(gè)藍(lán)色 LED 顯示 8X8X8 的光立方。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)字化的多媒體內(nèi)容將在信息世界中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設(shè)備將代替?zhèn)鹘y(tǒng) 電視機(jī)成為人們享受信息和多媒體內(nèi)容的中心。該設(shè)計(jì)方案將打破了傳統(tǒng)的平面顯示視頻的方法，該方案設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體 靜如油畫(huà)， 可以 廣泛應(yīng)用于 廣告公司、 交通運(yùn)輸、車(chē)站、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、證券市場(chǎng)、工業(yè)企業(yè)管理 等 公共場(chǎng)所。 2．設(shè)計(jì) 制作一個(gè) 8*8*8 的三維的發(fā) 光二極管顯示方陣，能夠通過(guò)編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)發(fā)光二級(jí)管控制，從而來(lái)顯示多種多樣的圖案。 3．通過(guò)大量編寫(xiě)程序調(diào)試實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)果分析研究數(shù)據(jù)形成規(guī)律，對(duì)規(guī)律總結(jié)得出結(jié)論并初步確定算法。每一個(gè)層面的二極管陽(yáng)極接在一起受 一路 I/O 口控制，實(shí)際電路中 該路 I/O 口輸出的控制信號(hào)通過(guò) 5V 繼電器的吸合和斷開(kāi)來(lái)控制的 ，再輸入 發(fā)光 二極管的陽(yáng)極使其驅(qū)動(dòng)。每個(gè)燈都是由片選端口和控制端口共同決定亮或滅。 五、設(shè)計(jì)預(yù)期成果 完成焊接調(diào)試，燒烤程序后，作品上電工作時(shí) 8*8*8 的光立方顯示可以按照程序依次點(diǎn)亮相應(yīng)位置的 LED 燈來(lái)構(gòu)造我所想要顯示的圖案，并且可以顯示靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的圖案，還可以模擬 3D 顯示來(lái)完成相應(yīng)的花樣的展示。 第三階段：第 8 學(xué)期 57 周 編寫(xiě)硬件電路的軟件程序部分，利用仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試修改。 第五階段：第 8 學(xué)期 1012 周 開(kāi)始撰寫(xiě) 3D 光立方顯示設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的初稿，并完成初稿并交給指導(dǎo)老師初審。 七、完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素 ： 模電 數(shù)電 單片機(jī)原理與應(yīng)用 嵌入式系統(tǒng) 微電子器件與 IC設(shè)計(jì) 電子測(cè)量技術(shù) 集成電路設(shè)計(jì) 傳感器與檢測(cè)技術(shù)。 ： 亞超聲波和聲光控開(kāi)關(guān)、超外差式半導(dǎo)體收音機(jī)、聲光報(bào)警器、數(shù)字萬(wàn)用表的組裝和調(diào)試，直流穩(wěn)壓電源，數(shù)字動(dòng)態(tài)掃描顯示，花樣流水燈。 ：烙鐵，萬(wàn)用表，電腦， Proteus、 protel 軟件等等。 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 注：課題來(lái)源要填寫(xiě)明確（如教師擬定、學(xué)生建議、某企事業(yè)單 位項(xiàng)目等） 課題類型： （ 1） A— 工程設(shè)計(jì)； B— 技術(shù)開(kāi)發(fā)； C— 軟件工程； D— 理論研究； E— 制作（作品） （ 2） X— 真實(shí)課題； Y— 模擬課題； Z— 虛擬課題； 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 AY， BY 等。本產(chǎn)品不僅可以像發(fā)光二極管點(diǎn)陣一樣顯示平面的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)畫(huà)面，還可以顯示立體的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)畫(huà)面，打破了傳統(tǒng)的平面顯示方案。 本設(shè)計(jì)是采用 AT89S52 單片機(jī)為核心控制器，八 D 邊沿觸發(fā)器（三態(tài)） 74LS574 擴(kuò)展 I/O 口，完成硬件電路設(shè)計(jì)。軟件采用自上而下的模塊化設(shè)計(jì)思想，使系統(tǒng)朝著分布式、小型化方向發(fā)展，增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。s 基于單片機(jī)的光立方的設(shè)計(jì) III scalability and running. KEY WORDS 51 singlechip, 74LS574 latch, 8 * 8 * 8, 3DLED 基于單片機(jī)的光立方的設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 ................................................. I ABSTRACT .............................................. II 1 緒論 ................................................. 1 國(guó)內(nèi)外 LED 顯示屏的發(fā)展概況 ........................ 1 我國(guó) LED 顯示屏研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .................. 1 設(shè)計(jì)的總體要求及方案選擇 .......................... 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的結(jié)構(gòu)安排 .............................. 3 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ..................................... 5 系統(tǒng)總體硬件方案選擇 .............................. 5 3D 顯示屏核心控制器 ............................ 5 電源電路 ...................................... 6 I\O 口擴(kuò)展芯片 ................................. 7 層面控制驅(qū)動(dòng)電路 .............................. 7 串口通訊芯片的選擇 ............................ 8 LED 發(fā)光顯示二級(jí)管 ............................. 8 硬件電路繪圖軟件 .............................. 9 系統(tǒng)總體軟件方案選擇 ............................. 10 單片機(jī)編程語(yǔ)言 ............................... 11 系統(tǒng)軟件編譯器 WAVE 介紹 ....................... 12 3 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì) .................................... 13 硬件整體設(shè)計(jì)概述及功能分析 ....................... 13 電源供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................. 14 基于單片機(jī)的光立方的設(shè)計(jì) 51 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 ................................ 14 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ................................. 15 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ................................. 16 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ..................................... 17 層驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ............................... 17 列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ............................... 19 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................. 20 光立方的制作及工作原理介紹 ....................... 22 3D LED 光立方搭接 ............................. 22 3D LED 光立方工作原理 ......................... 25 4 系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì) .................................... 27 概述 ............................................. 27 主程序設(shè)計(jì) ....................................... 27 顯示程序的設(shè)計(jì) ................................... 28 LED 顯示屏的數(shù)據(jù)傳送 .......................... 28 顯示程序的設(shè)計(jì) ............................... 28 軟件中防止程序出錯(cuò) ERR 處理 ....................... 30 ISP 軟件程序下載 ................................. 31 5 光立方 PCB 版制作 .................................... 32 PROTUES制作 PCB 版圖 ............................... 32 繪制電路原理圖并仿真測(cè)試 ...................... 32 加載網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝 .......................... 33 規(guī)劃電路板并設(shè)置相關(guān)參數(shù) ...................... 34 元件布局及調(diào)整 ............................... 36 元件布線及調(diào)整 ............................... 37 輸出及制作 PCB ................................ 38 基于單片機(jī)的光立方的設(shè)計(jì) PCB 版的制作過(guò)程 ................................. 39 熱轉(zhuǎn)印版圖 ................................... 39 蝕刻去銅 ..................................... 40 去墨打孔 ..................................... 40 6 系統(tǒng)測(cè)試及仿真 ...................................... 41 硬件系統(tǒng)測(cè)試 ..................................... 41 軟件系統(tǒng)測(cè)試 ..................................... 42 系統(tǒng)總體測(cè)試 ..................................... 43 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果與結(jié)論 ............................... 44 測(cè)試結(jié)果分析 ................................. 44 測(cè)試結(jié)論 ..................................... 44 總 結(jié) ................................................ 45 致 謝 ................................................ 48 參考文獻(xiàn) .............................................. 49 附錄 1 總