3D8光立方-毕业论文(含程序+原理图+实物图)

书目 第一章 绪论- 1 - 1.1 课题的背景- 1 - 1.2 探讨目的和意义................................................ - 1 - 1.3 论文探讨内容与结构支配- 1 - 其次章 总体设计- 2 - 2.1 工作原理- 2 - 2.2 各模块方案选择与论证- 2 - 2.2.1 单片机主限制模块- 2 - 2.2.2 驱动模块- 2 - 2.2.3 显示模块- 2 - 第三章 系统硬件电路设计与实现- 3 - 3.1 硬件电路设计- 3 - 3.2 单片机最小系统- 3 - 3.2.1 时钟电路- 4 - 3.2.2 P0 口外接上拉电阻- 4 - 3.3 驱动模块的设计- 5 - 3.4 光立方整体设计思路- 6 - 3.4.1 LED灯排序方式设计- 6 - 3.4.2 LED灯接法方式设计- 7 - 3.5 光立方搭建方法- 7 - 3.5.1将LED从点到线的搭建- 7 - 3.5.2将LED从线到面的搭建- 7 - 3.5.3将LED从面到体的搭建- 8 - 第四章 系统软件设计- 9 - 4.1 主程序设计- 9 - 第五章 系统调试及结果分析- 10 - 5.1 系统调试- 10 - 5.1.1. 硬件测试- 11 - 5.1.2. 软件测试- 11 - 5.2 结果分析- 11 - 第六章 结论- 12 - 参考文献- 13 - 英文摘要- 14 - 致谢语- 15 - 附录- 16 - 1、实物图- 16 - 2、系统原理图- 17 - 程序清单- 18 - 基于单片机的光立方设计 刘荣 三明学院 09级 电子信息工程专业 福建三明 365004 摘要 本文介绍了一款基于STC12C5A60S2 单片机光立方的设计并阐述了整体设计思路，介绍了系统软硬件设计的主要方法。系统采纳的是8*8*8模式构成512个LED灯后组成的光立方，距离为14cm*14cm*20cm（长.宽.高）[10]，所设计的光立方驱动电路采纳uln2803芯片，呈现出立体动画效果。 关键词 光立方；74HC573；单片机 1绪论 1.1课题探讨的背景 “光立方”一词正渐渐引起了全国人民的关注，并得到了全球的高度确定。由此，也掀起了光立方的设计与学习热潮，在原有的基础上不断增加难度，增加变换花样，吸引电子爱好者对其探讨、创新。 事实上，“光立方”已经渗透到以下几个方面照明类LED光效户外景观照明绽开的视觉装饰活动；信息传播类LED光效各种类型的大屏幕点缀着人们的生活；光立方制作所需材料较常见，成本低廉、性价比高等优点具有较高的探讨价值。 1.2课题探讨的意义 本次毕业设计一改传统的平面流水灯的风格，而是从平面对立体发展，通过更宽广的三维空间呈现出更加绚丽的效果，干脆冲击着人们审美视觉，不在停留在乏味的平面成像。设计并采纳更优于89C51的STC12C5A60S2 单片机，使系统具有更强大的功能和驱动实力。再者，从平面对立体这符合科技发展的要求，适应主流。3D8光立方主体部分由512LED灯组成，在制作过程中熬炼学习动手焊接实力，并以低成本，智能化产品对实现经济利益、商业价值的形成具有主动的推动作用。 1.3 论文探讨内容与结构支配 本文探讨的内容如下 单片机限制模块采纳60K STC12C5A60S2限制核心，其它相关的外围电路构成本系统的模块； 时钟信号电路采纳一般晶体时钟源，其中晶体用11.0592MHZ的石英晶振； 显示模块通过对单片机编程，利用程序来限制LED的亮灭，以达到动画的效果。 详细介绍内容支配如下 其次章主要阐述系统方案的选择与论证，将系统分为主控模块、驱动模块、显示模块等，并分别对各模块方案进行了选择与论证。 第三章主要介绍了个硬件电路的设计，还对各单元实现的功能以及芯片引脚功能特点进行说明。 同时阐述整个系统的设计思路以及搭建方法。 第四章 主要阐述主程序的编写以及整个软件的框架。 第五章 阐述的是整个光立方系统的调试过程以及在调试过程中出现的软件、硬件问题。并阐述了解决这些问题的方法。 第六章主要对整个毕业设计的设计过程进行总结，并阐述了在制作过程中的收获和心得。 2总体设计 2.1 工作原理 本设计以STC12C5A60S2单片机为限制核心设计一个由512个蓝色LED灯组成的光立方。系统主要由主控、驱动、显示等模块构成。系统模块框图如图2-1 图2-1 系统结构框图 2.2 各模块方案选择与论证 2.2.1 单片机主限制模块 方案一采纳常用的89c51单片机作为主控芯片，由于89c51只有8K的内存，而光立方须要形成多种动画程序量大，可能会有溢出的状况发生。所以不采纳此方案。 方案二采纳51系列的增加型芯片60K STC12C5A60S2单片机作为主控芯片[2]，其主要优点1.无法解密，采纳第六代加密技术；2.超强抗干扰；3.内部集成高牢靠复位电路，外部复位可用可不用；4.速度快，比8051快8-12倍[11]；因此采纳此方案。 2.2.2 驱动模块 方案一采纳8个8050NPN三极管驱动，虽能起到反相的作用。但由于须要八个数量较多，对于整体布局效果不佳，影响美观。并且性价比不高，所以不采纳此方案。 方案二采纳八重达林顿uln2803,1 至 8脚为8路输入，18 到 11脚为8路输出。驱动实力 500MA \50V。因为整个光立方体由512个LED灯组成，所需电流也较大，并且一片芯片就能等效8个三极管的作用，大大缩小元器件占用空间。综上所述选择ULN2803芯片。 2.2.3 显示模块 方案一由于我们常用的LED灯不简单聚光，光发散比较厉害点亮时相互之间将会有影响，简单影响视角效果。 方案二我们放弃我们常常用的草帽型LED，采纳的是白发雾状（乳型）蓝灯，工作电压为2.74.2V，工作电流2mA10mA。运用雾状的比较聚光，512个灯同时点亮时也同样能够达到动画的效果，如图2-2所示 图2-2 雾面乳型LED灯 3 系统硬件电路设计与实现 3.1 硬件电路设计 本电路是由STC12C5A60S2单片机为限制核心，其和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的具有大容量程序存储器且是FLASH工艺的，具有串口烧写编程功能，低功耗[1]；时钟源电路有很多种，比如阻容低速时钟源、一般晶体时钟源、带缓冲放大的晶体时钟源等等，考虑到电路稳定及材料选购等方面，确定采纳一般晶体时钟源，其中晶