基于单片机的光立方控制系统设计毕业设计说明书论文.doc

毕业设计说明书(论文) 设计(论文)题目:________________________ 基于单片机的光立方控制系统设计 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 目 录 摘 要 1 第一章 绪论 2 第二章 硬件设计与分析 3 2.1 总体设计方案 3 2.2 单片机主控模块 4 2.2.1 芯片介绍 4 2.2.2 时钟电路设计 6 2.2.3 复位电路设计 7 2.3 驱动模块 7 2.3.1 阴极驱动电路 8 2.3.2 阳极驱动电路 9 2.4 显示模块 11 2.4.1 LED的选择 11 2.4.2 显示电路 11 2.5 整机工作原理 12 第三章 软件设计 13 3.1 主程序的设计 13 3.2 显示程序的设计 14 3.2.1 LED显示的数据传送 14 3.2.2 显示程序的设计 14 3.3 软件调试 15 第四章 硬件焊接与调试 17 4.1 主板的焊接 17 4.1.1 PCB板的制作 17 4.1.2 主板的焊接 18 4.2 LED光立方的搭建 19 4.2.1 由点到线 19 4.2.2 由线到面 20 4.2.3 由面到体 20 4.3 电脑端的ISP控制软件 21 4.4 整机调试及结果分析 22 结 论 24 参考文献 25 附录1 整机电路图 26 附录2 源程序 27 附录3 元器件清单 31 摘 要 光立方是一个长、宽、高由8×8×8 个LED 灯组成的真实3D 立方体显示器。其最大的特点，就是带给观赏者立体的超酷的3D视觉体验。本设计的硬件主要分为三个模块：主控模块、驱动模块、显示模块。采用的主控芯片为STC12C5A60S2 芯片，驱动电路是采用我们常用ULN2803芯片，显示电路采用八个74HC595移位寄存芯片控制每一面LED灯。本设计采用C语言编程，单片机控制LED的亮灭，采用延时控制LED亮灭时间，最终使得整个立体展现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂、绚丽多彩。 关键字 光立方，移位寄存器74HC595，单片机STC12C5A60S2，驱动芯片ULN2803 第一章 绪论 随着人们生活水平的不断提高，3D效果的欣赏已经成了人们的追求，美轮美奂的观赏让人醉心不已，给人带来无比宽松舒适的美感。3D技术的将来必有广泛应用。仅3D打印技术这一还处在萌芽阶段的技术就已经在世界掀起了巨大波澜。就现有来看3D技术已经应用于军工、航空航天、水下作业、模拟分析等高端领域。随着科技发展3D技术的成本也会越来越低，相信3D电视将来也会像液晶电视一样走入普通家庭。3D技术在未来还可以应用于教学，医学，地下采矿，空中导航等领域。 但就目前的发展，3D还不能够普及到人们的生活中，这也就萌发了人们对于3D的设计。因此，本课题以发光二极管的搭建的8×8×8立体点阵，是一个长、宽、高由8×8×8个LED灯组成的真实3D立方体显示器。采用单片机STC12C5A60S2为核心编程技术，对发光二极管进行控制，使其显示出不同的花样，带给人未来3D技术的科技体验。光立方是由四千多棵光艺高科技发光树组成的在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首,自从国庆60周年联欢晚会开始演练后一个全新的名词光立方吸引了全国人民的关注国庆联欢晚会三样法宝光立方为最光立方在气势和整体感觉上,融合了北京奥运会开幕式击缶而歌和活字印刷的风格而各种图案则与贯穿奥运会开幕式的画卷有异曲同工之妙光立方可以根据爱国歌曲的不同内容,展示不同的造型和图案具有丰富的视觉效果。光立方一个集实际型经济型性价比高便宜而且能够帮助你更好的学习C语言等多功能于一身的一个艺术装饰品作为一个忠实的电子爱好者，美观时尚应当是我们的不懈追求，引领更多的初学者走上电子爱好者之路更是值得我们努力的。而3D光立方所能带来的震撼力和吸引力是其他电子设计所不能动摇的。 第二章 硬件设计与分析 2.总体设计方案 该光立方设计方案，其核心模块四个：主控模块、驱动模块、显示模块、电源模块。总体设计框图如图2-1所示： 图2-1 总体设计框图 本光立方设计由直流5V直流稳压电源给整个系统供电，采用STC125A60S2单片机作为主控制芯片。 整个光立方系统的工作流程是：通过对单片机STC12C5A60S2进行编程，然后输出两路信号分别送到阴极驱动电路和阳极驱动电路，最后由它们输入到显示电路控制LED光立方体上每个LED灯的亮