篇一：光立方设计总结报告

　　一．摘要

　　在前一段时间，在网上看了一些关于光立方的资料和它的视频，看到了一些光立方的演示视频，被它那些立体感吸引了。

　　光立方顾名思义就是一个立方体，我们采用的是8*8*8的模式， 大概的距离是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60K STC12C5A60S2芯片，驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。

　　关键字：光立方 74HC573 STC12C5A60S2 ULN2803

　　二．目的与要求

　　（1）目的：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）。

　　（2）要求：要有自主创新,其中我们的开关是采用触摸型开关，只要由一个I/O口和VCC组成。

　　三．电路的设计与元件的选择

　　1.电路设计

　　主要分为三个模块分别是主控模块 驱动模块 显示模块

　　(1) 主控模块

　　图1主控电路

　　其中P1位一个触摸型的开关，C3为去耦电容防止高频干扰

　　(2) 驱动电路

　　图2驱动电路

　　在驱动电路上，每个锁存芯片的电源端都加了一个瓷片电容，主要的作用是防止高频干扰

　　（3）显示电路 所有的灯的负端都是接在一起的，下面的每一组都是控制光立方的一个面，控制的是光立方的竖起来的面，而横着的面由图3的U10控制

　　图3 显示电路

　　2.元件的选择

　　（1）由于光立方的程序量比较大，而且要求相对比较高，因此经过考虑之后我们决定用51系列的增强型芯片STC12C5A60S2，选择的理由：1.无法解密，采用第六代加密技术；

　　2.超强抗干扰；

　　3.内部集成高可靠复位电路，外部复位可用可不用；

　　4.速度快，比8051快8-12倍；

　　（2）由于灯的个数比较多，因此所需要的电流相对也比较大，所以选择ULN2803，ULN2803是八重达林顿，1 至 8脚为8路输入，18 到 11脚为8路输出。驱动能力 500MA 50V。应用时9脚接地，要是驱动感性负载，10脚接负载电源V+。输入的电平信号为0，或5V。输入0是，输出达林顿管截止。输入为5V电平时，输出达林顿饱和。输出负载加在电源V+和输出口上，当输入为高电平时，输出负载工作。

　　篇二：光立方设计总结报告

　　一、 课题任务

　　本次设计制作一个8*8*8的三维的发光二极管立方显示体，能够通过编写程序来实现对每一个发光二级管的亮灭控制，从而可以显示多种多样的图案和动画实现四种模式的切换：（1）动画模式： 可实现十秒倒计时

　　ABCD字母炫动

　　沙漏模式动画

　　波浪动画等

　　（2）音频模式：插入音频线可现实音乐的幅度高低

　　（3）夜灯模式：简单的全部灯的同时发光，可在睡觉时

　　开启，又不会感到刺眼

　　（4）上位机模式：实现通过电脑控制光立方的发光动画

　　二、 方案比较与选择

　　（1）单片机的选择

　　方案一：STC12C5A60S2芯片

　　方案二：STC89C52RC芯片

　　52系列单片机的ROM 为8K，对我们设计系统不能提供充足的空间进行功能的扩展。由于光立方的程序量比较大，而且要求相对比较高，因此经过考虑之后我们决定用51系列的增强型芯片STC12C5A60S2。STC12C5A60S2具有超强抗干扰、内部集成高可靠复位电路，外部复位可用可不用、速度快。因此，我们选择STC12C5A60S2芯片，即方案一。

　　（2） LED灯的选择

　　方案一：草帽型LED

　　方案二：方形高亮的LED灯

　　由于方形led灯没有散光作用，在动画显示时对一些简便的动画效果没有草帽形led灯的好，而且草帽形在焊接电路板也相对容易些。故选择了草帽形led灯，即方案一。

　　（3）LED的驱动方式的选择

　　方案一：74HC593和74LS138组成的驱动电路。LED灯用16只驱动管驱动，提供足够大的电流，每个LED灯需要20mA的电流，需要的电流是1.5A,用驱动管来驱动LED灯，74hc595控制LED(来自:WwW.zaiDian.com 在点网)的.8位移位寄存，74hc138是3位8出的译码器，用来信号的输出。

　　方案二：SM16126和74HC138组成的驱动电路。SM16126具有亮度调整功能，通过调节R_EXT端的电阻大小或者PWM，就可轻松做到亮度可控。4片SM16126构成了64位的静态显示，可显示一层的图像也就是一个二维画面。 层切换是通过3-8线译码器74HC138，对控制器输出的层信号译码，然后通过P沟道MOS管4953放大后驱动LED光立方一层的二极管阳极，此时对应SM16126移位后的并行数据就被显示出来了。然后通过协调层的数据和层的选通，动态显示后就能做到立体控制与显示。

　　方案三：74HC573和ULN2803组成的驱动电路。

　　采用74HC573暂存的方法，来分别把8个灯的亮灭信息储存，74HC573的64个输出引脚控制前面所述每一个面的8个灯。而ULN2803控制灯的每一个层，每个573输出的引脚对应的按顺序的X轴的8个引脚。

　　由于光立方需要输出足够大的电流，而74H573能够满足要求，故采用方案三。

　　三、 电路设计

　　1、STC12C5A60S2最小系统

　　2、64灯控制显示模块

　　3、层控制模块

　　4、下载口模块

　　5、四角电源指示灯模块

　　四、 程序设计

　　程序设计遵照以下流程，打开开关，按下模式键进入全局扫描，以检测有无坏灯。按下模式键，选择光立方工作的模式，并在光立方上显示，具体如下：音频模式（A），动画模式（N），夜灯模式（L），上位机模式（Z）。选择“进入”进入所选模式，在模式进行中按下“退出”可总之该模式并重新选择模式。

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