【正文】 P 1 .5P 1 .6P 1 .7X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1234567891R P 1RE S P A C K 8VCCST C 89C 51 單片機(jī) 圖 2單片機(jī) 基于單片機(jī)的 4*4*4光立方設(shè)計 8 X L A T 1X L A T 2X1CR Y S T A LC12 0 p FC22 0 p F時鐘電路 圖 3時鐘電路 RS TC31 0 u FR11 0 kR21k復(fù)位電路 圖 4復(fù)位電路 軟件清單 include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar num,DELAY=100。 四、 結(jié)果分析 基于單片機(jī)的 4*4*4光立方設(shè)計 5 如圖 51所示是光立方設(shè)計底座，其中藍(lán)色方框 中 為單片機(jī)的最小系統(tǒng)，包括單片機(jī)和晶振電路以及復(fù)位電路，紅色方框 中 為 LED列控制端 ，燈座的 引腳分別與單片機(jī)的 P0、 P1 的 16個 IO口相連。 2）光立方有一盞燈總是與設(shè)計程序不符合（該亮的時候是滅的，而該滅的時候又是亮的） 分析：這可能是由于在焊接過程中，將這個 LED燈的陰極和陽極剛好接反了，于是顯示結(jié)果剛好相反。 圖 32描述了將光立方某個側(cè)面對角線點亮 的過程 三、 工作原理 基于單片機(jī)的 4*4*4光立方設(shè)計 4 第 一 幀 第 四 幀第 三 幀第 二 幀 圖 32光立方某個側(cè)面對角線點亮 的 過程 本次設(shè)計完成了對光立方的 系統(tǒng)框架和基本電路的 設(shè)計，最終通過編寫代碼使光立方產(chǎn)生了不錯的顯示效果，基本完成了設(shè)計任務(wù)中的不同要求，但是仍然存在單獨點亮一盞燈亮度不夠等等問題。最典型的例子就是電影放映機(jī)。 XYZ XYab 圖 31 光立方結(jié)構(gòu)示意圖： a 四層光立方分布結(jié)構(gòu)， b 光立方每層的 LED分布 在三維光立方中采用動態(tài)掃描顯示，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。 如 圖 31 a 所示，將光立方分成四層，每一層有一個單片機(jī)引腳作為層控制端與之相連，設(shè)計成共陽極。最終達(dá)到所要顯示的內(nèi)容。 即 通過編寫程序控制不同 LED的 亮滅，來 顯示 不同 的內(nèi)容。 如圖 22所示 單片機(jī) 復(fù)位以后，程序開始運行，獲取到要顯示的 LED所在的層和列然后調(diào)用顯示子程序點亮 LED燈，通過延時程序進(jìn)行短暫延時后繼續(xù)獲取下一個要顯示的 LED燈的所在的層和列。 顯示程序：主要是在得到當(dāng)前控制燈的位置后，通過控制與它相連的陰陽兩端的引腳電平，從而 實現(xiàn)對 燈的亮滅 進(jìn)行控制 。常見的復(fù)位電路包括 上電復(fù)位、手動一、 設(shè)計任務(wù) 二、 設(shè)計方案 基于單片機(jī)的 4*4*4光立方設(shè)計 2 按鍵復(fù)位和看門狗復(fù)位三種方式，本次設(shè)計綜合采用上電復(fù)位方式和按鍵復(fù)位方式。只要在這兩個引腳上接一個石英晶體振蕩器和兩個微調(diào)電容就構(gòu)成內(nèi)部方式的振蕩器電路， 由 振蕩器產(chǎn)生自激振蕩，便構(gòu)成一個完整的 振蕩信號發(fā)生器。因此時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)主要由時鐘電路、復(fù)位電路、 LED光立方 電路 組成；時鐘電路和復(fù)位電路作為單片機(jī)輸入， LED光立方電路作為單片機(jī)輸出，顯示出控制結(jié)果 如 圖 2 1所示 。 單片機(jī)資源分配情況 將 LED光立方分成 4層，分別由單片機(jī)的 ， ， ， ，四個 IO口來控制每一層， 由于采用的是共陽極所以當(dāng)層電位為高電平有效 ， 由 P0 口和P1 的總共 16個 IO口來控制 每層的 16盞燈， 低電平有效， P0 口加上拉排阻。 本設(shè)計旨在利用人眼視覺暫留的特點，通過 AT89C52單片機(jī)控制一個 由 64盞 LED燈組成的四層 光立方 模擬 3D顯示效果，實 現(xiàn)三維顯示 。 XXXX 大學(xué) 本科課程設(shè)計 題 目 : 基于單片機(jī)的光立方 設(shè)計 姓 名 : 學(xué) 號 : 院（系） : 專業(yè)、年級 : 指導(dǎo)教師 : 二○ XX 年 X 月 基于單片機(jī)的 4*4*4光立方設(shè)計 1 在當(dāng)今信息化社會的高速發(fā)展過程中，大屏幕顯示已經(jīng)從公共信息展示等商業(yè)應(yīng)用向 消費類多媒體應(yīng)用滲透。新型的大屏幕要求顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動如電影，這些設(shè)計廣泛應(yīng)用于交通運輸、車站、商場、醫(yī)院、賓館、證券市場、工業(yè)企業(yè)管理等公共場所。 該光立方具有以下功能： 1）能單獨點亮每一個 LED燈； 2）能點亮任意一條線上的 LED燈； 3）能同時點亮任意一個面上的 LED燈； 4）能同時點亮所有的 LED燈； 5）能讓 LED燈自由亮滅，產(chǎn)生不同的顯示效果 。這樣就可以通過控制 IO口的輸出電平來控制每盞燈 的亮滅。 時鐘電路： 單片機(jī)的各個功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準(zhǔn)，一拍一拍的工作。常用的時鐘電路設(shè)計為內(nèi)部時鐘方式，單片機(jī)內(nèi)部有一個由反向放大器構(gòu)成的 振蕩 電路，芯片上的 XTAL1和 XTAL2分別為 振蕩 電路的輸入和輸出端。 復(fù)位電路：通過某種方式， 使 單片機(jī)內(nèi)部各類寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位，復(fù)位主要通過外部電路實現(xiàn)。 復(fù)位電路STC 89 C 52 4 * 4 * 4 LED 點陣時鐘電路 圖 2 2系統(tǒng)框圖 程序流程 本項目的程序設(shè)計主要包括延時程序、顯示程序兩個子程序。 延時程序：由于顯示程序不能控制燈持續(xù)點亮，達(dá)不到顯示效果，我們需要增加延時程序來延長顯示時間從而達(dá)到顯示效果。 開 始取 層 和 列 的 數(shù)調(diào) 用 顯 示 子 程 序調(diào) 用 延 時 程 序 圖 2 3程序流程圖基于單片機(jī)的 4*4*4光立方設(shè)計 3 利用單片控制 LED點陣顯示的原理和控制技術(shù)，來 控制光立方顯示。 由于 人眼的 具有視覺暫留的特性，設(shè)置每幅畫面的延遲時間可以使 連續(xù)的一系列畫面呈現(xiàn)動態(tài)。每個燈都是由層控制端（共陽極）和列控制端決定亮或滅。 如圖 31 b 所示每層光立方有 16盞燈，而這 16盞燈又分別 與單片機(jī)的 P0、 P1 兩個 IO口組 共 16個 IO口 相連，這樣就能很好地控制每一盞燈的亮滅。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于 24幀 /秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。在電子領(lǐng)域中，因為這種動態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號線 數(shù)量，因此在 LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。 經(jīng)過與老師和同學(xué)針對這些問題的探討我們得出了與這些問題相關(guān)的一些分析： 1）實際做成的光立方單獨一盞燈點亮?xí)r，亮度很高，而點亮一個面時亮度明顯 不夠 分析：這主要是因為這次設(shè)計對于 LED燈采取的是共陽極的方式，所以用單片機(jī)一個引腳的電壓帶動一個面進(jìn)行顯示肯定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，經(jīng)過思考，我覺得將設(shè)計改為共陰極的可能會顯示效果更好。 3）點亮側(cè)面的燈時，出現(xiàn)的是該面的燈按層輪換 分析：這可能是由于延時程序設(shè)計的不合理，導(dǎo)致畫面顯示不流暢，修改延時程序，再進(jìn)行調(diào)試后正常顯示。 圖 52展示的是最終的 顯示效果。 sbit H1=P3^4。 s