电子信息专业3d光立方本科毕设论文Word格式文档下载.docx
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这些充分体现了制作成本低、显示效果好、功能完善的特点。
最后，经过软硬件调试，解决了一些硬件电路短路，程序报错的问题，完美地实现了多种图形动态显示，流畅的图形变换和音频显示的多种功能。
关键词：
光立方制作模板音频显示A/D转换
ABSTRACT
Light-cubeisalong,wide,highiscomposedof8x8x8ledstrue3dvolumetricdisplay.Itsbiggestcharacteristic,istobringtheviewerstereocool3dvisualexperience.Soeachbigwebsiteisfilledwithallkindsofcubiclightversion.
Butallversionsofthislightcubicmethodisverycomplex,andthecostisalsohigh,andcomparedwiththisdesignisbeautifullysimpleandlowcost.
Inordertoensuretheexquisitecubicshape,thisdesignalsoprovidesalightcubeproductiontemplate,toensurethattheabilitytoappearancedifferencetoaminimum.
Toreduceitscost,thisdesignUSESSTC12C5A60S2MCU,theMCUbuilt-inA/Dconversionmodule;
UsethelatchisSN74HC573incommonuse.Sothatinthecaseoflowerproductioncosts,noteffectthebeautyoftheworks;
PlusshowedexcellentresultshighlightedsquareLEDfogbelowinblue,don'
tneedtoaddadditionalhardwarecircuitdrivepullupresistance,anditspowerfulfunctionscanberealized:
inadditiontodisplay3dgraphics,cansupportmultiplelevelsofbrightnessandspeedadjustment,allowstheusertoexpandtheaudiodisplayfunction,likemusicdisplay.Userscanalsointhecaseofdonotchangethehardwarecircuitdesigntheirowncustomgraphics.Thesefullyreflecttheproductionoflowcost,goodeffectofdisplay,thecharacteristicsofthefunctionisperfect.
Finally,afterthehardwareandsoftwaredebugging,solvesomeoftheshortcircuithardwarecircuit,programerror,perfectthedynamicvarietyofgraphicdisplay,smoothgraphicstransformandaudiodisplayavarietyoffunctions.
Keywords:
light-cubemakingstencilaudio-displayA/Dconversion
目录
1、引言1
1.1研究意义1
1.2研究现状2
1.3该论文的内容安排2
2、光立方的设计方案3
2.1本设计基本功能和特点3
2.2拓展功能3
2.3总体设计方案3
3、硬件设计4
3.1单片机控制电路设计4
3.1.1单片机选型4
3.1.2单片机控制电路7
3.2驱动电路设计7
3.2.1负极驱动芯片8
3.2.2正极驱动芯片10
3.3显示电路设计11
3.3.1各层电路设计11
3.3.2LED地址对照表11
3.4实物效果图12
4、软件设计14
4.1自定义头文件14
4.2电脑端的ISP控制软件17
4.3程序流程图18
4.4LED显示核心思想19
4.5显示部分测试结果21
5、硬件焊接与调试21
5.1本设计所需材料21
5.1.1LED灯21
5.1.274HC573芯片22
5.1.3自制双声道音频插头22
5.1.4其他材料23
5.2光立方LED灯焊接方法及步骤24
5.3调试中的问题和解决方法27
5.4调试结果27
6、总结29
致谢30
参考文献31
附录32
1、引言
1.1研究意义
LED射灯是指发出的光线是方向性的（directional）的LED灯泡,
主要类型有MR16,GU10,
PAR
series.
LED球泡灯是指发出的光线为发散性的LED灯泡,
主要类型为:
E27
base.
按照功率来分,
LED灯泡可分为:
小功率（主要为5mm
LED生产的）和大功率（主要1W,
3W,甚至5WLED生产的）。
同时,
市场上也存在超大功率（比如,
50W的LED射）,但是这种未经过市场检验,
也未见得有很大市场。
其中,
小功率的LED射灯,
球灯为最早设计和生产的LED灯泡,
已经大规模采用,
但是质量良莠不齐。
这灯泡主要是在国外的零售网站上进行销售,比如
。
而大功率的LED射灯,
球泡灯为最近2-3年才大规模使用和推广的,
总体来说要比小功率的LED灯泡稳定许多;
随着大功率LED的价格下降,
大功率LED灯泡将会为市场主流。
总体来说,
目前LED灯的市场上,
不论是生产商,
采购商还是终端客户,
都不专业,
大多数还只是凭经验或者外观等主观臆断来判断产品质量的好坏。
在产品外观雷同的情况下,
让人可以接受的价格和良好的销售策略起主导作用。
另一方面，从电子爱好者网站，《无线电》杂志等一些媒体可以看出，国内越来越的的人正在加入电子爱好者的行列。
伴随着这样的趋势，作为常用的电子器件之一的LED，其使用量将会越来越大，普及速度也会越来越快。
而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。
其实光立方这个名字早已出现过，也有人尝试制作过，每个制作过的人都会被其超酷的3D显示效果所震撼，我就是其中之一。
然而在网上搜索了大量相关资料后，我发现，网上各种版本的光立方的制作方法都很复杂，而且成本也很高，所以我想找出一种相对成本较低，制作方法简单，便于广大电子爱好者学习制作的方法。
这种方法如果实现，不仅会为LED市场带去不少的盈利，同样也能引领更多的人加入电子爱好者的队伍中，可谓一举两得。
1.2研究现状
其实，对于许多电子爱好者来说，光立方并不陌生。
它的功能也在许多人的开发下越来越强大。
每一个见过光立方效果的，都会被其超酷的3D显示效果所震撼，我就是其中之一。
但是，在搜索了大量相关资料后，我却发现，各种版本的光立方的制作方法都很复杂，不仅需要很强的动手能力来组装512个排列整齐的LED和金属支架，还需要有足够的耐心设计一大堆单片机和驱动芯片，最后还要为硬件成品设计显示程序，好让光立方动起来。
虽然市场上流通着的光立方中，有一种整机只有一个芯片的光立方，但是价格不菲。
到目前为止，尚未出现过一套既制作简单、价格低廉又功能强大的光立方完整设计方案。
1.3该论文的内容安排
开篇引言主要介绍研究的意义和目前光立方的研究现状。
提出了光立方的基本功能和总体设计方案，使得读者对整体设计有一个总体的了解。
之后第三章开始仔细介绍设计的各个部分。
第三章先从硬件设计入手，可以给读者对设计有一个具体的了解。
硬件设计主要包括包括控制电路，驱动电路和显示部分。
第四章是本设计的软件设计部分，在熟悉硬件部分之后，软件设计的具体阐述便于读者深入理解该设计的核心思想，从而开发出自己的程序。
第五章主要对设计的材料选取和硬件焊接做了详细的说明，便于广大电子爱好者自己动手制作。
最后，该论文对整体设计的软硬件测试过程做出详细的总结，以便读者在遇到相似的问题时，能够更快的找到合适的解决方案。
2、光立方的设计方案
2.1本设计基本功能和特点
1、8*8*8LED阵列3D光立方体显示器，设计方案精简，电路简洁，采用的材料是高亮蓝色雾面LED灯，可以达到光立方最佳视觉效果。
2、连贯图形显示效果，浑然一体，一气呵成。
能给用户带来立体的可视的震撼视觉效果。
3、程序内置坏点检测部分，以及多种图形显示模块。
4、创新设计的LED阵列制作模板，让LED阵列制作简单快速。
套件制作因此变得简单。
初学者也可以制作出规范、美观的成品。
2.2拓展功能
1、具有音频显示模式，可随音频同步显示，给用户和制作者超炫酷体验。
2、全开放式用户自定义操控，用户可根据自己的喜好自行编写对应的程序。
3、光立方内置三个模式：
图形显示模式、音频显示模式、夜灯模式。
2.3总体设计方案
该光立方设计方案，其核心分为三个部分：
控制系统，驱动电路和显示部分。
总体设计图如下页图（图2.1）：
图2.1
本设计是用STC125A60S2单片机做控制芯片的，由单片机上的P2口来控制8个锁存器的锁存端，以此决定数据的输入和锁存。
其中这8个锁存器每个锁存器都各控制一层LED面（含64个LED）。
P0口8个额引脚则对应锁存器上的8路输入。
这样64个阳极控制就设计完成了，P3口的8各引脚则负责8层LED的负极控制。
这样512个LED每一个都有单独的位置编码，灯的亮灭可以由自由控制。
P4口的4,5,6引脚则用来接三个按键，分别控制：
图形显示、音频输
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