光立方项目设计说明书样本.docx

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光立方项目设计说明书样本

工程技术综合实践

项目设计报告

（电类）

8x8x8光立方点阵

西安理工大学工程训练中心

10月27日

项目组成员及分工

序号

姓名

学号

班级

工作内容

备注

1

庞悦

自123

系统设计及报告

组长

2

薛玲玲

自123

硬件制作

3

杨壮

自123

程序编写

4

刘海琴

自123

硬件制作

成绩评定

序号

姓名

学号

班级

成绩

备注

1

庞悦

自123

2

薛玲玲

自123

3

杨壮

自123

4

刘海琴

自123

指导教师（签字）:

1概述

二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代。

基础材料的产业化,使LED显示产品成本下降,应用加快发展。

LED产品性能的提高,使LED灯的显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果。

可是考虑到此次光立方显示的效果问题,我们还是决定选用5mm的蓝色雾灯。

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,能够经过编写程序来实现对每一个发光二级管的亮灭控制,从而能够显示多种多样的图案。

为了吸引观众增强显示效果,能够有多种显示模式。

按照图文运动的特点又能够分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模式。

2总体设计

2.1系统功能及技术指标

本作品是由512只LED组成的长宽高均为8个LED的正方体点阵,主要实现文字,图形的显示,显示效果立体感强,能够成为一件科技感十足的艺术品。

系统控制采用51单片机,经过输出高低电平控制LED的状态,74hc595扩展单片机IO口,使单片机具有64路输出。

经过74HC245D控制层,最终实现对512只LED中的任意一个的控制。

2.2系统构成

单片机stc12c5a60s2

74hc595锁存器

74HC245D

LED阵列

2.3主要设备及元器件选型

（1）STC12C5A60S2系列单片机是单时钟/机器周期（1T）的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。

内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换（250K/S）,针对电机控制,强干扰场合,能够满足快速驱动多只LED的需求。

（2）74HC595是一款漏极开路输出的CMOS移位寄存器,输出端口为可控的三态输出端,亦能串行输出控制下一级级联芯片。

其特点是高速移位时钟频率Fmax>25MHz,标准串行（SPI）接口,CMOS串行输出,可用于多个设备的级联,低功耗:

TA=25℃时,Icc=4μA（MAX）,可满足驱动多只LED的需求。

（3）APM4953内部包括两个独立的,p沟道金属氧化物场效应管。

它有超低的导通电阻适合用LED显示屏,Led显示驱动,可满足驱动多只LED的需求。

（4）74HC245D该设备将产生一个直流恢复就引用到一个水平同步脉冲时间根据每个视频输出水平。

当检测到同步脉冲,直流恢复电路将采取行动,在各自的位置视频输出负载的空白水平0.6五。

该设备能够被编程为寻找对RGB输入引脚或相关的复合视频输入端子为辅助港口或外部编码器Enc_YC（Aux_YC所有水平同步脉冲）。

上电时,该位默认为低（0）说明哪些程序装置以获取一个同步看看检测的RGB输入信号。

可满足驱动多只LED的需求。

2.4系统核心处理策略

将文字内容经过取模软件取模得到的十六进制代码转换为坐标,图形内容经过运算得到所显示点的坐标,将此坐标放入二维数组,数组每次放入64个元素,即一层所显示的内容,经过层扫描显示所有层的内容

2.5其它

（1）本作品的主体结构由led的引脚相互连接而成,具有一定的强度与韧性;采用贴片元器件是使作品整体比较简洁美观,主体突出。

（2）装置经过usb接口或供电接口供电,亦可传输数据。

（3）装置设计有电源开关与电源指示灯。

（4）使用21键红外MP3遥控器及HX1838红外接收头使画面有切换效果,方便人机交互。

（5）使用CON1直插单排圆孔排母可使主板与LED灯与主板分隔开,方便程序调试及电路修改。

3详细设计

3.1硬件设计

STC12C5A60S2STC12C5A60S2

usb转ttl模块

计算机

锁

存

器

LED

APM49533

3.1.1系统原理图及元器件清单

1.原理图

2.元器件清单

序号

名称

型号

规格

数量

单位

01

单片机

STC12C5A60S2

/

2

个

02

锁存器

74HC595

　　/

10

个

03

驱动器

APM4953

/

2

个

04

电容

30P±10%50V

/

2

个

05

电容

16V/470μF8*11mm

/

1

个

06

电阻

510Ω±5%1/8W

贴片

8

个

07

轻触按键

6*6*7

/

4

个

08

发光二极管

F3黄色

/

1

个

09

锁存器

74HC595N

/

8

个

10

螺丝头

3.5MM

/

4

个

11

红外接收头

HX1838

/

1

个

12

晶振

22.1184M

/

1

个

13

电源座

DC005

/

1

个

14

直插立式座

CON4

/

1

个

15

译码器

74HC138

/

1

个

16

IC插座

DIP-40

/

1

个

17

光敏电阻

5516

/

1

个

18

驱动器

APM4953

/

4

个

19

圆孔排母

CON1直插单排

/

72

个