基于单片机的光立方体设计
基于单片机的光立方系统设计
基于单片机的光立方系统设计虞沧【摘要】This paper mainly describes a by leds and 8 * 8 * 8 glow 3 d cube.Cube by the underlying hardware to control state of destroy the light of leds,so that the cube shows rich and colorful patterns.This cube selection STC12C5A60S2 MCU as the core controller of the underlying hardware,choose the extension 74 hc573 chip microcontroller I/Oport,choose ULN2803 as drive chip set drive circuit.Programming by PC and download the data to the microcontroller to control state ofleds,which shows the corresponding design.%本文主要描述一种由发光二极管制作而成的8*8*8三维发光立方体。
立方体通过底层硬件对发光二级管的亮灭状态进行控制，从而使立方体显示丰富多彩的图案。
本立方体选择STC12C5A60S2单片机作为底层硬件的核心控制器，选择74HC573芯片扩展单片机的I/O口，选择ULN2803作为驱动芯片搭建驱动电路。
通过PC机进行程序编程并将数据下载到单片机实现对发光二级管状态进行控制，从而显示相应的图案。
【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P28-30)【关键词】STC12C5A60S2;74HC573;ULN2803;光立方【作者】虞沧【作者单位】武汉职业技术学院，湖北武汉【正文语种】中文0 引言随着科学技术的日益进步和发展，LED点阵已经广泛使用于日常生活中。
基于单片机的光立方课程设计报告
单片机课程设计报告题目基于单片机的4*4*4光立方设计系别计算机科学系专业计算机科学与技术班级学号姓名指导教师日期【摘要】当今社会，随着电子行业的不断开展，单片机的应用从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法，已广泛的应用在工业自动化、通信、自动检测、信息家电、电力电子航空航天等各个方面。
成为现代生产和生活中不可缺少的一局部。
我们学习单片机也一个学期了，此次单片机课程设计，我采用的是STC12C5A60S2系列的单片机，设计一个4*4*4模式的"光立方〞。
将LED灯分成4层，利用程序来编写各种不同的效果来控制LED的亮灭，最终使得整个立方体展现不同的变换，美轮美奂，绚丽多彩。
【关键词】单片机课程设计光立方1绪论1.1课题研究的背景"光立方〞一词正逐渐引起了全国人民的关注，并得到了全球的高度肯定。
所谓"光立方〞：就是在平面LED根底上开展起来的新的显示技术，通过复杂的程序控制，在三维空间能够显示具有立体感的图形、动画等。
由此，也掀起了光立方的设计与学习热潮，在原有的根底上不断增加难度，增加变换把戏，吸引电子爱好者对其研究、创新。
光立方是由LED灯组成，由于发光二级管质量比较稳定，使用寿命长，不用频繁地去更换，能减少本钱，更节能。
光立方作为一种特殊的显示资源，已用于一些广告行业、家庭、娱乐厅、会议室、大型演唱会、城市地标广场等场所的布置和装饰，还可以用于更广泛方面，具有广阔的应用前景。
1.2课题研究的意义本次毕业设计一改传统的平面流水灯的风格，而是从平面向立体开展，通过更宽广的三维空间呈现出更加绚丽的效果，直接冲击着人们审美视觉，不在停留在乏味的平面成像。
光立方主体局部由64个LED灯组成，在制作过程中锻炼学习动手焊接能力，并以低本钱，智能化产品对实现经济利益、商业价值的形成具有积极的推动作用。
光立方的研究极具创意和启发，而且可以低本钱、高效益的研究未来的3D技术。
基于单片机的光立方设计方案
基于单片机的光立方设计方案摘要本设计制作出一个三维立体显示图案的LED光立方。
本产品不仅可以像发光二极管点阵一样显示平面的静态或动态画面，还可以显示立体的静态或动态画面，打破了传统的平面显示方案。
同锁存器/8*8*8/LED显示时又增加了显示的花样和立体图案显示效果，可以广泛用于传媒信息显示和各种装饰显示，为将来显示技术的进步和发展指导了方向，光立方显示比发光二极管点阵更具有视觉效果，而且画面图案更加非富多彩。
本设计是采用AT89S52单片机为核心控制器，八D边沿触发器（三态）74LS574扩展I/O口，完成硬件电路设计。
通过软件编程控制数据下载到单片机完成设计图案的显示。
软件采用自上而下的模块化设计思想，使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。
关键词51单片机/74LS574目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1国内外LED显示屏的发展概况 (1)1.2我国LED显示屏研究现状及发展趋势 (1)1.3设计的总体要求及方案选择 (2)1.4设计说明书的结构安排 (2)2 系统总体方案设计 (4)2.1系统总体硬件方案选择 (4)2.1.1 3D显示屏核心控制器 (4)2.1.2 电源电路 (5)2.1.3 I\O口扩展芯片 (5)2.1.4 层面控制驱动电路 (6)2.1.5 串口通讯芯片的选择 (6)2.1.6 LED发光显示二级管 (6)2.1.7 硬件电路绘图软件 (7)2.2系统总体软件方案选择 (8)2.2.1 单片机编程语言 (8)2.2.2 系统软件编译器WA VE介绍 (9)3 系统硬件方案设计 (10)3.1硬件整体设计概述及功能分析 (10)3.2电源供电系统设计 (10)3.351系列单片机简介 (11)3.3.1 时钟电路设计 (11)3.3.2 复位电路设计 (13)3.4驱动电路设计 (13)3.4.1 层驱动电路设计 (13)3.4.2 列驱动电路设计 (15)3.5通信系统硬件设计 (16)3.6光立方的制作及工作原理介绍 (17)3.6.1 3D LED光立方搭接 (17)3.6.2 3D LED光立方工作原理 (19)4 系统软件方案设计 (21)4.1概述 (21)4.2主程序设计 (21)4.3显示程序的设计 (22)4.3.1 LED显示屏的数据传送 (22)4.3.2 显示程序的设计 (22)4.4软件中防止程序出错ERR处理 (23)4.5ISP软件程序下载 (24)5 光立方PCB版制作 (25)5.1 PROTUES制作PCB版图 (25)5.1.1 绘制电路原理图并仿真测试 (25)5.1.2 加载网络表及元件封装 (26)5.1.3 规划电路板并设置相关参数 (27)5.1.4 元件布局及调整 (28)5.1.5 元件布线及调整 (29)5.1.6 输出及制作PCB (30)5.2PCB版的制作过程 (30)5.2.1 热转印版图 (31)5.2.2 蚀刻去铜 (31)5.2.3 去墨打孔 (31)6 系统测试及仿真 (32)6.1硬件系统测试 (32)6.2软件系统测试 (33)6.3系统总体测试 (33)6.4系统测试结果与结论 (34)6.4.1 测试结果分析 (34)6.4.2 测试结论 (34)总结 (35)参考文献 (37)附录1 总体电路原理图 (38)附录2 电路PCB版图 (39)附录3 电路3D仿真图 (40)附录4 元器件清单 (41)附录5 电路实物图 (43)附录6 源程序 (44)1 绪论1.1 国内外LED显示屏的发展概况在当今信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。
基于STC12C5A60S2单片机的LED光立方设计
【摘要】本次设计使用512个LED灯制作8*8*8的LED立方体，命名为光立方。
采用STC12C5A60S2芯片作为主控，8个74HC573锁存器和一个ULN2803芯片扩展I/O口，作为外围控制。
通过编程控制I/O口，点亮指定的LED灯，使得显示不同的画面。
8*8*8光立方因点亮LED灯将会形成各种图形，如爱心、数字、雨滴、正方体等十几种画面。
整个立体呈现不同的造型和图案，动画衔接完美，使其变得美轮美奂、绚丽多彩，立体感十足。
此外，我们还可以外接音频输入，通过AD采样，快速傅里叶变换FFT，可以让光立方显示音频频谱。
经过系统测试，最终达到设计要求。
【关键词】光立方 STC12C5A60S2 74HC573 ULN2803Based on STC12C5A60S2 of the Light Cube Design【Abstract】:The 8*8*8 LED cube is made of 512 LED lights，named Light Cube which used STC12C5A60S2 as main control chip，it has 8 74HC573 latches extended I/O ports,and a ULN2803 chip as out control. Through programming control I/O port, the LED light. 8 * 8 * 8 cubic light for light leds will form a variety of graphics, such as love heart,numbers,rain,cube and so on. animation, cohesion is perfect, stereo sense is dye-in-the-wood. In addition, we also can external audio input, through the AD sampling, fast Fourier transform FFT, can let light cube display audio spectrum. After the system test, finally to meet the design requirements.【Keywords】: The Light Cube STC12C5A60S2 74HC573 ULN2803目录【摘要】 (2)【Abstract】 (3)目录 (3)第一章引言 (1)1.1光立方的研究意义 (1)1.2发展历程和现状 (1)1.3 光立方的功能和特点 (1)1.4 光立体的优越性以及主要应用 (2)第二章控制模块设计 (3)2.1 系统总框图 (3)2.2 总体方案的选择 (3)2.2.1主控芯片 (3)2.2 总体方案的选择 (3)2.2.1主控芯片 (3)2.2.2 电源选择 (4)2.2.3 元件选择 (4)第三章光立方显示部分概述 (7)3.1 光立方的制作 (7)3.1.1 光立方的原理 (7)3.1.2 LED灯的选用 (7)3.1.3 LED灯的焊接 (9)3.2显示部分检测 (10)第四章硬件设计 (13)4.1最小系统 (13)4.2 按键模块 (13)4.3功放模块 (14)4.3.1 功放原理图 (14)4.4呼吸指示灯 (15)4.5 竖排控制电路 (15)4.6 光立方层控制电路 (16)4.7 硬件电路焊接 (17)4.8 元件清单 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的光立方设计含程序+原理图+实物图)
基于单片机的光立方设计
基于单片机的光立方设计摘要：随着电子行业的不断发展，单片机凭借着其极高的性能价格比应用越来越广泛。
本文阐述的是用STC89C52RC系列的单片机来控制一个“光立方”，利用程序来编写各种不同的效果来控制LED的亮灭，使得整个立方体展现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂，绚丽多彩。
关键词：光立方；74HC573；单片机随着科技的发展LED灯经过不断的改进已经深入的进入到了人们的生活中，如今LED灯制作的各种创意灯具和作品随处可见，为生活增添了一抹亮丽的色彩。
本文阐述的光立方采用4*4*4的模式，将LED灯分成四层，再通过STC89C52单片机的核心编程来达到预设的色彩变换效果。
1.系统硬件设计图1电路框图本系统主要由单片机、复位电路、时钟电路、三极管驱动电路、LED光立方组成。
其中，单片机为中央控制模块，主要用于编写控制程序；时钟控制电路为单片机各个功能部件的运行提供基准频率，只需在单片机内部的震荡电路芯片引脚上接一个石英晶体振荡器和两个微调电容就可以构成一个完整的震荡信号发生器。
复位电路是用来实现单片机复位的，复位引脚RET通过一个施密特触发器与复位电路相连接，施密特触发器用作噪声抑制，采用上电复位方式。
通过三极管驱动电路驱动芯片运行来控制LED光立方的不同闪烁模式。
2.系统软件设计图2程序流程图图3光立方代码花样系统程序流程图如图2所示，完成控制模式编程以后可以产生如图3所示的不同花样。
3.小结本次设计过程为：1）根据系统原理及工艺，提出了光立方的设计方案和思路；2）确定光立方的控制方案；3）选择所需的硬件进行研究设计，硬件设备选型，绘制系统硬件连接图；4）PLC 选型、估算所需I/O点数，进行I/O模块选型；列出I/O分配表；5）对控制系统的主程序进行设计，讨论PLC程序设计方法及程序执行特点。
6）设计梯形图控制程序，对程序进行调试和修改并设计系统。
本次设计进一步提升了本人的电路编程和制作能力，相信基于单片机的产品将会一片光明的市场前景！参考文献[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京机械工业出版社.2015[2]陈中,朱代忠.基于STC89C52单片机的控制系统设计[M].清华大学出版社,2015.11[3]王静霞.单片机应用技术[M].电子工业出版社,2015.7[4]程国钢.51单片机常用模块设计查询手册[M].清华大学出版社,2016[5]张占,张德虎.基于PLC和MCGS的串行通信实现[J].科技创新导报.2016(8).。
基于STM32单片机的3维LED光立方的设计与实现
基于STM32单片机的3维LED光立方的设计与实现3DLED光立方是一种由多个LED灯组成的立方体结构，可以在三个坐标轴上显示三维图形和动画。
在本文中，我们将研究基于STM32单片机的3DLED光立方的设计和实现。
首先，我们需要选择合适的STM32单片机来控制LED灯的亮灭。
在选择单片机时，我们需要考虑到处理速度、存储容量和GPIO数量等因素。
常用的STM32单片机有STM32F103和STM32F407等型号，它们都具有较快的处理速度和足够的GPIO数量来控制3DLED光立方。
接下来，我们需要设计和制作LED光立方的硬件部分。
LED光立方的主要部件包括LED灯、驱动电路和控制电路。
LED灯是光立方显示的核心部件，常用的LED灯有RGB三色LED和WS2812等类型的LED灯。
驱动电路主要用于控制LED灯的亮灭，常用的驱动电路有锁相环驱动电路和电平转换电路。
控制电路用于接收来自STM32单片机的指令，然后将相应的指令发送给驱动电路。
在设计控制电路时，我们可以选择使用UART或SPI等串行通信接口来与STM32单片机进行通信。
串行通信接口可以有效地减少GPIO的使用量，并且具有较高的通信速度。
在通信协议的选择上，我们可以使用自定义协议或者使用现有的协议，如DMX512等。
在软件设计方面，我们需要编写控制程序来控制LED光立方的显示。
首先，我们需要编写驱动程序来与控制电路进行通信，并控制LED灯的亮灭。
其次，我们需要编写图形和动画的显示程序，以实现3D效果的显示。
常用的图形算法有线段绘制算法和三角形填充算法等。
最后，我们还可以添加交互功能，使得用户可以通过按键或触摸屏来控制LED光立方的显示。
在实现的过程中，我们需要注意几个关键的问题。
首先，我们需要合理安排LED灯的布局，以确保LED光立方能够显示出清晰的图形和动画。
其次，我们需要注意LED灯的电流和电压的控制，以避免对单片机和LED 灯的损坏。
最后，我们还需要进行适当的测试和调试，以确保LED光立方的正常工作。
基于51单片机光立方设计_陈聪
参数
数值
集电极直流最大工作电压
50
输入电压
5
最大工作温度
+ 85
最小工作温度
- 20
集电极连续电流
500
输入电流
25
单位 V V ℃ ℃
mA mA
2.3 控制器 STC89C52RC
STC89C52 是宏晶公司 MCS-51 系列单片机中基本的产品，它采用宏晶公司可靠的 CMOS 工艺技
术制造的高性能 8 位单片机，属于标准的 MCS-51 的 HCMOS 产品。它结合了 CMOS 的高速和高密度
L1 10
L2 9
L3 8
L4 7
L5 6
L6 5
L7 4
L8 3
2
1
RN1
10k
H4.8
H4.7
H4.6
H4.5
H4.4
H4.3
H4.2
H4.1
H3.8
H3.7
H3.6
H3.5
H3.4
H3.3
H3.2
H3.1
H2.8
H2.7
H2.6
H2.5
H2.4
H2.3
H2.2
H2.1
H1.8
H1.7
H1.6
H1.5
3-4 控制电路焊接图
3.3 单片机工作电路原理及制作 1、单片机工作电路原理
2、单片机工作电路
C2
30p
U1
19 XTAL1
C1
30p
18 XTAL2
9 RST
C3
R1 10uF
10k
29 30 31
PSEN ALE EA
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8
基于单片机的光立方设计(课程设计)
综合实践项目名称基于单片机的光立方设计专业班级学生姓名指导教师年月日摘要本课程设计制作出一个三维立体显示图案的LED光立方。
主要采用8*8*8 led组成的模式。
距离是14cm*14cm*20cm（长.宽.高），主要分为三个模块：主控模块、驱动模块、显示模块；我们所做的光立方驱动电路，主控电路等都是纯手工焊接。
采用的主控芯片32K STC89C58芯片，驱动电路是采用我们常用的74HC574数字芯片。
光立方工作过程中，通过程序对电路的控制，可以在LED组成的立方体上显示出各种图形。
软件采用自上而下的模块化设计思想，使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。
关键词：LED光立方； 74HC574； 51单片机ABSTRACTThis design produced a three-dimensional pattern of the LED light cube. This product can not only like a light-emitting diode dot matrix display plane static or dynamic screen can also display three-dimensional static or dynamic images,and to break the traditional program.While increasing the display patterns and three-dimensional effect can be widely used to display and decorative display for future progress and development to guide the direction,light cube display more visual effects than the light-emitting diode dot matrix,and the picture is more rich colorful. With a combination of graphics and characters more perfect display characteristics.The design is STC89C58 MCU core controller,eight D edge flip-flop 74HC574 (tri-state) expansion I/O port completion of the hardware circuit design. Programmed by software to control the data is downloaded to the MCU to complete the designs of the show. This design software is a top-down modular design,the system moving in the direction of distributed,small development,enhance the stability of the system's scalability and running.Keywords:52single-chip;74HC573latch;8*8*8 LED;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 目的与要求 (1)1.2 电路的设计与元件的选择 (1)1.2.1 电路设计 (1)1.2.2 元件的选择 (2)第2章电路工作原理 (3)2.1 设计原理 (3)2.2 模块与控制器接口 (3)第3章方案选择 (5)3.1 电源的选择 (5)3.2 3D显示核心控制器 (5)3.2.1 单片机 (5)3.2.2 DSP 芯片 (5)3.2.3 EDA (6)3.3 I/O口扩展芯片的选择 (6)3.4 LED发光显示二级管 (6)3.4.1 按颜色分类 (7)3.4.2 按使用场合分类 (7)3.4.3 按发光点直径分类 (7)第4章焊接 (8)4.1 焊接前准备工作 (8)4.2 焊接 (8)第5章程序设计的选择与分析 (10)5.1 单片机C语言主要特点 (10)5.2 单片机C语言与标准C语言的区别 (10)5.3 数据类型的选用 (11)5.4 算法设计问题 (11)5.5 数据存储器的分配 (12)5.6 单片机C语言与汇编语言的混合编程 (12)5.7 程序分析选择 (14)第6章电路调试与总结 (15)参考文献 (16)附录程序代码 (17)致谢 (23)第1章绪论1.1 目的与要求（1）目的：转眼间我们学习单片机已经有大半学期了，也是到了期末的考试时间了，感到安慰的是不用考试，但是要做一个实物，做这个实物的目的是主要回顾我们学习的单片机知识和提高我们的焊接和其他的动手实操能力（包括了数字电路和模拟电路的知识）。
基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计
基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计是一种新颖的创意产品，通过利用单片机的控制能力和灯光效果，实现了一个独特的光立方设计。
在现代科技快速发展的背景下，光立方作为一种具有艺术性和科技感的产品，受到了人们的喜爱和欢迎。
本文将从光立方的背景和意义入手，详细介绍基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计的原理、工作流程、关键技术和实现方法，以及相关应用和未来发展方向。
第一章光立方的背景与意义近年来，随着科技的不断进步和人们对艺术品的需求不断增加，艺术设计和科技创新逐渐融合在一起，创造出了许多新颖独特的产品。
光立方作为一种结合了灯光效果和艺术感的产品，受到了广泛的关注和喜爱。
它不仅可以作为装饰品摆放在家里或办公室，还可以作为礼物赠送给亲友，展现出了独特的美感和科技感。
第二章基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计原理在光立方的设计中，STC12C5A60S2单片机扮演着十分重要的角色。
该单片机具有较强的控制能力和稳定性，能够实现对灯光效果的精准控制。
基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计原理主要包括硬件系统设计和软件控制设计两个方面。
硬件系统设计包括LED灯光模块、电源管理模块、传感器模块等部分，软件控制设计则包括程序编写、通信协议、功能实现等方面。
第三章基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计工作流程基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计工作流程主要包括需求分析、系统设计、硬件实现、软件编程、调试测试等几个步骤。
首先需要对光立方的功能和效果进行需求分析，然后进行系统设计和硬件实现，接着进行软件编程和调试测试，最终完成整个光立方设计并调试好。
第四章基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计关键技术在基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计过程中，有一些关键技术需要掌握和应用。
其中包括LED灯光模块的选型和布局、电源管理模块的设计和调试、传感器模块的使用和校准、通信协议的确定和实现、程序编写的优化和调试等方面。
基于单片机的光立方设计
基于单片机的光立方设计一、前言光立方是一种利用LED灯组成的立方体，通过控制LED灯的亮灭来实现不同的效果。
在现代科技发展中，光立方已经成为了一种非常流行的DIY电子制作项目。
本文将介绍基于单片机的光立方设计。
二、材料准备1. 单片机：使用AT89C51或者AT89S52单片机2. 电容：1个16V 100uF电解电容，1个10V 100nF陶瓷电容3. 晶振：使用12MHz晶振4. LED灯：64颗RGB LED灯5. 面包板和杜邦线三、硬件设计1. 硬件连接图2. 硬件说明：（1）晶振连接：将晶振两端分别连接到单片机的XTAL1和XTAL2脚上，并且需要在晶振两端分别连接一个22pF陶瓷电容。
（2）复位电路连接：将复位开关连接到单片机的RST脚上，并且需要在RST脚上连接一个10KΩ上拉电阻。
（3）LED灯连接：将64颗RGB LED灯按照8*8的矩阵排列，并且需要将每个LED灯的正极连接到单片机的P0口，将每个LED灯的负极连接到GND上。
四、软件设计1. 软件流程图2. 软件说明：（1）初始化：在程序开始时，需要对单片机进行初始化操作，包括设置IO口方向、设置定时器等。
（2）显示模式：根据用户选择的不同模式，控制LED灯的亮灭来实现不同的效果。
（3）定时器中断：使用定时器中断来实现LED灯的闪烁效果。
五、总结基于单片机的光立方设计是一种非常有趣和有挑战性的DIY电子制作项目。
通过本文所介绍的硬件设计和软件设计，可以实现不同模式下LED灯的亮灭控制。
同时，这也是一个非常好的学习单片机编程和电子电路知识的机会。
基于STC单片机的8X8X8光立方设计
• 206•号，在经过内部音频切换电路改变输入方式后，可以切换到红外遥控模式或者蓝牙控制模式，通过按键电路或者蓝牙传输软件实现对音频信号的操作和输入。
如果用户想要对单片机进行可视化操作，可以通过USB 转TTL 电路实现的上位机进行PC 端的控制。
2 系统硬件设计根据本系统的设计方案，所设计的硬件电路系统的外围音频输入输出控制电路包括USB 转TTL 电路、红外发射与接收电路、蓝牙数据传输电路、内外音频切换电路、按键电路和频谱显示电路。
采用增强型芯片STC12C5A6052单片机作为主控芯片，其主要 优点有：（1）超强抗干扰。
（2）内部集成高可靠复位电路，外部复位可用可不用。
（3）速度快，比8051快8-12倍。
采用该芯片可以满足本系统设计的需要。
图2 USB转TTL电路2.1 USB转TTL电路USB 转TTL 电路如图2所示。
PC 机上的通信接口有USB 接口，相应电平逻辑遵照RS232原则。
而单片机上的串行通信通过单片机的RXD 、TXD 、VCC 、GND 四个引脚，相应电平逻辑遵照TTL 原则。
USB 转串口芯片CH340是一个USB 总线的转接芯片，实现USB 转串口，提供电脑和硬件电路的通信通道，同时为单片机的烧写提供下载电路与电源供电。
2.2 红外发射与接收电路单片机最小系统可以通过一个带遥控和编码能力的红外芯片控制，BC7210A 是一款低成本的通用红外遥控解码芯片，可以完成目前应用最广泛的多种红外遥控编码的解码，并且具有高抗干扰和无误码的优点。
BC7210A 的输出兼容SPI 和UART 两种接口，可以直接和各种微处理器相连。
采用该芯片，可以节约单片机CPU 资源。
2.3 蓝牙数据传输电路BL3231蓝牙模块采用Beken 高度集成的单芯片蓝牙，它集成了高性能收发器，功能强大的基带处理器，支持蓝牙HID 配置文件。
内置FLASH 程序存储器使得它适合对于定制的应用程序，更好的保护应用程序安全。
基于单片机的光立方设计曹齐光
基于单片机的光立方设计曹齐光发布时间：2021-08-24T00:28:30.596Z 来源：《中国科技人才》2021年第13期作者：曹齐光[导读] 驱动控制电路模块采用常用的74HC573数字显示芯片。
淄博职业学院山东淄博市 255314摘要：本项目研究了光立方的组装和代码的烧写，研究实现了光立方用512个LED发光二极管，从单个拇指大小的灯管利用焊锡和电烙铁焊接成一个立方体，焊接在STC12C5A60S2单片机上，用排线和电脑连接，安装CH340G驱动，利用Keil软件编写代码，STC-ISP软件烧写代码，让光立方呈现出不同的文字和图案。
驱动控制电路模块采用常用的74HC573数字显示芯片。
关键词：LED发光二极管；STC12C5A60S2单片机；CH340G驱动；Keil软件；STC-ISP软件；74HC573数字显示芯片1.1课题研究的背景和意义“光立方”从2009年正式面世开始，开始进入中国民众的视线，得到了广大年轻程序爱好者和高校计算机专业学生的广泛关注，在原来的基础上不断创新，研究出不同的变幻模式。
事实上，“光立方”在生活中随处可见：通过研究光立方提高了我的动手能力和逻辑思维能力，焊接一个光立方占用了我的课余时间，最快焊接一个也要两天才能焊接完毕，实验室里的光立方9个我自己就焊了6个，需要极大的耐心和细心。
第2章光立方总体设计2.1工作原理本项目以STC12C5A60S2单片机为控制核心设计一个由512个蓝色LED灯组成的发光的立方体。
该项目的驱动模块是ULN2803芯片，核心是STC12C5A60S2单片机，74HC573芯片用于按键控制，集成在电路板上，通过外接电源给电路板供电，显示模块就是512个发光二极管，利用焊锡焊接导电，实现发光并变化图案。
系统模块框图如图2-1。
图2_1操作部位第三章系统软件设计及实物 3.1程序设计首先，电脑安装ch340g驱动，准备4根排线，排线的四个排针一端连接USB口，叫做编程器，编程器插入电脑USB口，注意有2个排针是悬空的，编程器另一端接入光立方的4个下载排针。
基于单片机的光立方设计
XXXX大学本科课程设计题目:基于单片机的光立方设计姓名:学号:院（系）:专业、年级:指导教师:二○XX年X月一、设计任务在当今信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。
新型的大屏幕要求显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，这些设计广泛应用于交通运输、车站、商场、医院、宾馆、证券市场、工业企业管理等公共场所。
本设计旨在利用人眼视觉暂留的特点，通过AT89C52单片机控制一个由64盏LED灯组成的四层光立方模拟3D显示效果，实现三维显示。
该光立方具有以下功能：1）能单独点亮每一个LED灯；2）能点亮任意一条线上的LED灯；3）能同时点亮任意一个面上的LED灯；4）能同时点亮所有的LED灯；5）能让LED灯自由亮灭，产生不同的显示效果。
二、设计方案1、单片机资源分配情况将LED光立方分成4层，分别由单片机的P2.0，P2.1，P2.2，P2.3，四个IO 口来控制每一层，由于采用的是共阳极所以当层电位为高电平有效，由P0口和P1的总共16个IO口来控制每层的16盏灯，低电平有效，P0口加上拉排阻。
这样就可以通过控制IO口的输出电平来控制每盏灯的亮灭。
2、系统框图本系统主要由时钟电路、复位电路、LED光立方电路组成；时钟电路和复位电路作为单片机输入，LED光立方电路作为单片机输出，显示出控制结果如图2- 1所示。
时钟电路：单片机的各个功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，一拍一拍的工作。
因此时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的可靠性和稳定性。
常用的时钟电路设计为内部时钟方式，单片机内部有一个由反向放大器构成的振荡电路，芯片上的XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入和输出端。
只要在这两个引脚上接一个石英晶体振荡器和两个微调电容就构成内部方式的振荡器电路，由振荡器产生自激振荡，便构成一个完整的振荡信号发生器。
复位电路：通过某种方式，使单片机内部各类寄存器的值变为初始状态的操作称为复位，复位主要通过外部电路实现。
基于单片机的光立方设计_毕业论文(含程序+原理图+实物图)
1、实物图..........................................................................................................................16 2、系统原理图..................................................................................................................17 程序清单...................................................................................................................................17
基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计
基于STC12C5A60S2单片机的光立方设计AbstractThe objective of this paper is to design and implement a Light Cube using STC12C5A60S2 microcontroller. The Light Cube is a three-dimensional display that can display images and patterns in mid-air without the need for any physical screen or surface. The designed Light Cube consists of a microcontroller, LEDs, power supply, and other supporting components. The microcontroller is programmed to control the LEDs and display the patterns in mid-air. The Light Cube is compact, portable and can be easily controlled using a smartphone app. The results of the experiment show that the Light Cube is capable of displaying various patterns and images in a 3D format, making it an ideal device for advertising, entertainment and display purposes.IntroductionThree-dimensional displays have been a popular topic of research in recent years due to their unique ability to create virtual images and objects in mid-air without the need for any physical screen or surface. One such type of three-dimensional display is the Light Cube. A Light Cube consists of a three-dimensional array of LEDs that can be programmedto display various patterns and images in mid-air. The Light Cube is an ideal device for advertising, entertainment, and display purposes due to its ability to create stunning 3D effects.In this paper, we present the design and implementation of a compact and portable Light Cube using STC12C5A60S2microcontroller. The design of the Light Cube includes the use of LEDs, power supply, and other supporting components. The microcontroller is programmed to control the LEDs and display various patterns and images in mid-air. The Light Cube is easy to control and can be operated using a smartphone app.Design and ImplementationThe design of the Light Cube involves the use of athree-dimensional array of LEDs. The LEDs are arranged in a cube shape and connected to the STC12C5A60S2 microcontroller. The design also includes a power supply, voltage regulators, and other supporting components.The microcontroller used in the design is STC12C5A60S2, which is a powerful 8-bit microcontroller with high-speed processing capability. The microcontroller is programmed using the C language to control the LEDs and display various patterns and images in mid-air. The programming also includes the use of algorithms to create 3D effects.The power supply for the Light Cube is designed using a step-down voltage regulator that converts the input voltage to a lower voltage level suitable for driving the LEDs. The voltage regulator also includes protection circuits toprotect the LEDs and the microcontroller from power surges and other electrical faults.The Light Cube design also includes a Bluetooth module that allows it to be controlled using a smartphone app. The app can be downloaded from the app store and installed on any smartphone. The app allows the user to select and display various patterns and images on the Light Cube.Results and DiscussionThe Light Cube designed and implemented in this paperwas tested and shown to be able to display various patterns and images in mid-air. The patterns and images were displayed in a 3D format, creating stunning visual effects. The Light Cube was also able to be easily controlled using a smartphone app, making it an ideal device for advertising, entertainment and display purposes.ConclusionIn this paper, we have presented the design and implementation of a compact and portable Light Cube using STC12C5A60S2 microcontroller. The Light Cube is a three-dimensional display that can display images and patterns in mid-air without the need for any physical screen or surface. The Light Cube is easy to control and can be operated using a smartphone app. The Light Cube is ideal for advertising, entertainment, and display purposes due to its ability to create stunning 3D effects.。
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目录第一章绪论 (3)1.1国内外LED显示屏的发展概况 (3)1.2我国光立方体研究现状及发展趋势 (3)1.3设计的总体要求及方案选择 (4)1.4光立方体设计的结构安排 (4)第二章系统总体方案设计 (4)2.1系统总体硬件方案选择 (5)2.1.1 3D显示屏核心控制器 (5)2.1.2 电源电路 (6)2.1.3 I\O口扩展芯片 (6)2.1.4 层面控制驱动电路 (6)2.1.5 串口通讯芯片的选择 (6)2.2系统总体软件方案选择 (7)2.2.1 单片机编程语言 (7)2.2.2 系统软件编译器WAVE介绍 (7)第三章系统硬件方案设计 (8)3.1硬件整体设计概述及功能分析 (8)3.251系列单片机简介 (8)3.2.1 时钟电路设计 (8)3.2.2 复位电路设计 (9)3.3光立方的制作及工作原理介绍 (10)3.3.1 3D LED光立方搭接 (10)3.3.2 3D LED光立方工作原理 (10)第四章系统软件方案设计 (12)4.1概述 (12)4.2主程序设计 (12)4.3显示程序的设计 (13)4.3.1 LED显示屏的数据传送 (13)4.3.2 显示程序的设计 (13)4.4软件中防止程序出错ERR处理 (14)4.5ISP软件程序下载 (15)第五章光立方PCB版制作 (15)5.1 PROTUES制作PCB版图 (15)5.1.1 绘制电路原理图并仿真测试 (15)5.1.2 规划电路板并设置相关参数 (15)5.1.3 元件布局及调整 (16)第六章系统测试及仿真 (17)6.1硬件系统测试 (17)6.2软件系统测试 (18)总结 (18)参考文献 (19)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
元器件清单. (19)附录1 系统总电路图......................................... 错误!未定义书签。
附录2 源程序............................................... 错误!未定义书签。
摘要随着近年来电子行业的飞速发展，越来越多的电子爱好者对于光立方产生了很浓厚的兴趣，光立方创造出的浪漫气氛和绚丽画面，使它在很多场合作为一种生日礼物或者是示爱的工具，大多数的专业人士把光立方研究做为一种职业。
同锁存器/8*8*8/LED显示同时具备花样显示效果甚至能够显示3D图案，还能够用于显示装饰或者传媒信息，是显示技术的重要发展趋势和主要方向。
和二极管点阵相比，光立方显示的视觉效果更好，画面更加丰富多彩。
本设计是采用AT89S52单片机为核心控制器，八D边沿触发器（三态）74LS574扩展I/O口，完成硬件电路设计。
通过软件编程控制数据下载到单片机完成设计图案的显示。
软件设计采用模块化从上至下设计理念，因此系统能够更小型化并且实现了分布式，系统运行更加稳定，而且扩展性也得到了较好保障。
关键词51单片机/74LS574AbstractWith the rapid development of the electronics industry in recent years, more and more electronic enthusiasts have a strong interest in the light cube. The romantic atmosphere and beautiful picture created by the Light Cube make it a birthday gift or on many occasions. It is a tool for showing love, and most professionals regard light cube research as a profession. The same latch/8*8*8/LED display adds display pattern and stereoscopic pattern display effect, which can be widely used in media information display and various decorative display, guiding the direction and progress of display technology in the future. The light cube display is more visual than the LED dot matrix, and the picture pattern is more colorful.This design uses AT89S52 single-chip microcomputer as the core controller, and the eight-D edge trigger (three-state) 74LS574 expands the I/O port to complete the hardware circuit design. The data is downloaded to the MCU through software programming to complete the display of the design pattern. The software adopts the top-down modular design idea, which makes thesystem develop towards distributed and miniaturized, and enhances the scalability and stability of the system.Key words 51 single chip/74LS574第一章绪论1.1 国内外光立方体的发展概况显示画面不仅有极强立体感，而且色彩非常艳丽绚烂，效果和油画非常接近，同时又能够达到如电影视频那样的突出动感，因此在许多公共场合都被广泛应用。
广州塔其实又称广州新电视塔，昵称小蛮腰。
它是广州最高建筑，整个塔身的设计非常有特点，特别是在夜晚的灯光装饰下，更是显得美轮美奂。
现已俨然成为广州的地标[1]。
如此美的建筑怎能不让人心动。
我们结合所学的单片机点阵显示技术，我们也能做出广州塔的美。
我们采用AT89S52作为控制系统，显示部分采用的是16*16的点阵显示原理，通过对广州塔的制作，能更好的提升单片机对点阵显示原理的掌握。
随着社会经济的不断进步，人们对LED显示器的认识不断加深，设备应用范围也更加宽广。
当前这一设备还在朝着亮度更高、耐候性越强、适应区域更加广泛，发光更加均匀密致，全色化和更可靠等方向不断改进发展发。
1.2 我国光立方体研究现状及发展趋势（1）我国光立方体产业发展现状当前国内制造LED广告屏幕的厂商多数处在华北地区、华东地区以及华南地区三大地区。
市场上的主要产品都来自于几个大型制造厂商。
国产设备因为具有较高性价比，所以几乎完全占领了我国全部市场。
国产LED显示屏在最近几年发展很快，目前国内已经培养出了规模较大的一批骨干企业。
这一产业在当前不断扩张规模，同时相关技术也得到快速更新，在世界范围内都达到了较高水平。
这一产业如今已经成为电子信息产业中不可缺少的部分之一，也是我国唯一自主建立并发展起来的平板显示这一高新技术领域的重要民族产业 [2]。
（2）光立方体的发展趋势新世纪将是平板显示的天下。
基础材料发展越来越集中，产业化趋势越来越明显，产品成本不断减小，应用发展逐步提速。
产品性能水平的不断提高使得产品色彩、白平衡以及亮度效果都已经达到了非常理想的水平，已经能够满足是全天候室外显示的条件和要求。
此外，因为全彩显示屏性价比非常突出，所以有理由认为未来几年LED全彩立体显示屏将会逐步取代传统媒体中的霓虹灯以及灯箱等产品。
1.3 设计的总体要求及方案选择本设计课题的设计目标是制作设计出8*8*8发光二极管3D立方显示体，编程控制二极管的亮灭，显示多种不同图案。
为使得显示效果进一步增强，本次设计了多个不同显示模式。
其中最简单的一种就是静态显示。
另外还有很多动态显示模式，在这个显示模式下，所有图文都能发生变化（具体有平移、缩放、旋转和闪烁等）[3]。
多种显示模式设计和效果实现并不要求重新编程，可以利用特定算法基于已有数据直接实现。
这样一来编程过程就会变得非常简单，而且这一设计方案也对于控制器没有较高内存存储空间要求。
1.4 光立方体设计的结构安排针对毕业设计说明书的要求，对论文的内容和结构将做如下安排：（1）初步整体方案的论证和选择搜集题目的有关资料，并参照目前通用的设计思想和设计方法拟定几套设计方案进行分析比较。
最终选定了以8位51系列单片机为核心控制器件，外加I/O扩展电路和层驱动电路来设计方案满足设计要求。
（2）方案实现以设计要求为指导思想选择合适的器件来实现这一思想，选择器件时要从功能和电气特性两方面来选择和论证。
经过对比选择选定AT89S52单片机为核心控制器件，由八D 边沿触发器（三态）74LS574扩展I/O口输出，三极管8550和5V继电器为驱动电路器件。
论文列出了详细的器件参数和在系统中的连接使用方法。
（3）软件编写根据硬件特点和设计要求，软件选用汇编语言编写。
程序按功能分为静态和动态显示以及通信等多种相对独立的功能模块。
随后根据模块划分逐一编成，最终将独立的各个模块连接整合。
（4）验证与测试测试主要包括软件部分、硬件部分以及整个系统测试三大步骤；分别发现了LED显示、驱动电路以及端口驱动几个硬件问题，程序整合协调性不高的软件问题，随后分析指出问题的根源，并将问题妥善解决。
（5）结论总结本次设计过程中的经验，分析出现的问题，为后期继续设计完善和开展其他设计工作提供经验。
第二章系统总体方案设计本节是该设计的方案论证部分，对设计中所采用的芯片从多方面综合的进行比较，最后经过仔细的研究后决定所器件、编程软件和仿真电路绘制软件的选取。
2.1 系统总体硬件方案选择2.1.1 3D显示屏核心控制器在整个系统中控制部分最为核心，这一部分的主要功能是获取数据（来自于上位机），并根据指令对数据进行处理，将结果显示在屏幕内。
常用设计方法如下：方案一：单片机单片机其实就是一种微型计算机，其中包含了最基本的几个重要元件。
单片机的接口讯能非常突出，在工业控制应用方面具有突出优势所以也被人称作微控制器。