毕业课程设计光立方文档格式.docx

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74HC573锁存器;

8*8*8LED显示;

ABSTRACT

Thisdesignproducedathree-dimensionalpatternoftheLEDlightcube.Thisproductcannotonlylikealight-emittingdiodedotmatrixdisplayplanestaticordynamicscreencanalsodisplaythree-dimensionalstaticordynamicimages，andtobreakthetraditionalprogram.Whileincreasingthedisplaypatternsandthree-dimensionaleffectcanbewidelyusedtodisplayanddecorativedisplayforfutureprogressanddevelopmenttoguidethedirection，lightcubedisplaymorevisualeffectsthanthelight-emittingdiodedotmatrix，andthepictureismorerichcolorful.Withacombinationofgraphicsandcharactersmoreperfectdisplaycharacteristics.

ThedesignisAT89S52MCUcorecontroller,eightDedgeflip-flop74LS574（tri-state）expansionI/Oportcompletionofthehardwarecircuitdesign.ProgrammedbysoftwaretocontrolthedataisdownloadedtotheMCUtocompletethedesignsoftheshow.Thisdesignsoftwareisatop-downmodulardesign,thesystemmovinginthedirectionofdistributed，smalldevelopment,enhancethestabilityofthesystem'

sscalabilityandrunning.

KEYWORDS:

52single-chip;

74HC573latch;

8*8*83DLED;

1、设计要求与方案…………………………………………………………………1

1.1设计目的……………………………………………………………………1

1.2设计要求……………………………………………………………………1

1.3设计思路……………………………………………………………………1

1.4设计的总体要求及方案选择……………………………………………2

2、工作原理………………………………………………………………………3

2.1模块的简介…………………………………………………………………3

2.23DLED光立方工作原理……………………………………………………4

3、方案选择…………………………………………………………………………5

3.1电源的选择…………………………………………………………………5

3.23D显示核心控制器…………………………………………………………5

3.3I/O口扩展芯片的选择……………………………………………………6

3.4LED发光显示二级管………………………………………………………6

4、硬件整体设计概述及功能分析…………………………………………………8

4.1系统概述…………………………………………………………………8

4.2系列单片机简介……………………………………………………………9

4.3时钟电路设计………………………………………………………………9

4.4复位电路设计……………………………………………………………10

4.574HC573芯片连接电路图与介绍…………………………………………11

5、主程序设计思路………………………………………………………………13

5.1程序流程框图………………………………………………………………13

5.2显示程序的设计……………………………………………………………13

5.2.1LED显示屏的数据传送……………………………………………13

5.2.2显示程序的设计……………………………………………………14

6、硬件电路设计…………………………………………………………………15

6.1单片机与74HC573连接线路图……………………………………………15

6.2LED焊接方法………………………………………………………………15

6.2.1焊前准备工作……………………………………………………15

6.2.2焊接…………………………………………………………………16

6.3整体实物图………………………………………………………………17

7、程序设计分析与选择…………………………………………………………18

7.1单片机C语言主要特点……………………………………………………19

7.2单片机C语言与标准语言的区别…………………………………………19

7.3数据类型的选用…………………………………………………………20

7.4算法设计问题……………………………………………………………20

7.5数据存储器的分配…………………………………………………………21

7.6单片机C语言与汇编语言的混合编程……………………………………21

7.7程序分析选择……………………………………………………………23

8、程序设计………………………………………………………………………24

9、设计结果分析…………………………………………………………………28

总结………………………………………………………………………………30

致谢…………………………………………………………………………………31

参考文献……………………………………………………………………………32

1、设计要求与方案

1.1设计目的

在当今现代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。

随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。

为追求舒适、逼真、清晰的3D视频显示，为此制作出一个三维立体显示图案的LED光立方。

该设计方案将打破了传统的平面显示视频的方法，该方案设计的LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，可以广泛应用于广告公司、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。

1.2设计要求

（1）毕业设计（论文）中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，图表清晰，格式规范，字迹工整，结论正确。

（2）设计制作一个8*8*8的三维的发光二极管显示方阵，能够通过编写程序来实现对每一个发光二级管控制，从而来显示多种多样的图案。

控制显示输出至少二十种显示效果。

（3）通过大量编写程序调试实验现象结果分析研究数据形成规律，对规律总结得出结论并初步确定算法。

1.3设计思路

本设计根据二极管点阵的原理由单片机I/O口控制点亮不同的二极管从而组成出不同的画面，根据人眼的视觉暂留现象即当物体移去时视觉神经对物体的印象不会立即消失而是要延续0.1-0.4秒的时间，来设置每幅画面的延迟时间使连续的一系列画面呈现动态。

每一个层面的二极管阳极接在一起受一路I/O口控制，实际电路中该路I/O口输出的控制信号通过5V继电器的吸合和断开来控制的，再输入发光二极管的阳极使其驱动。

每一个二极管的阴极分别受单片机扩展后的I/O控制。

每个灯都是由片选端口和控制端口共同决定亮或灭。

因此，我们可以随意的来点亮立方体中任意一处的灯，来构建多种多样的图案。

1.4设计的总体要求及方案选择

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。

为了吸引观众增强显示效果，可以有多种显示模式。

最简单的显示模式是静态显示。

与静态显示模式相对应，就有各种动态显示模式，它们所显示的图文都是能够变化的。

按照图文运动的特点又可以分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模式。

产生不同显示显示模式的方法，并不意味着一定要重新编写显示数据，可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。

这样程序书写就不会过于繁琐和重复，而且对核心控制器的内存空间要求不高。

借鉴单片机控制LED点阵显示的原理，通过系统分析，确定该系统该具有哪些功能，有哪些模块，各个模块之间是怎样连接，以及怎样组合电路是最合理最简单的，即硬件方案设计。

编写硬件电路的相对应软件程序部分，利用仿真软件对程序进行测试修改。

电路系统焊接完毕后，测试整个的系统模块的功能，看各个功能是否能正常运行，并依据实验结果找出程序中的错误，改正这些错误至测试成功完成毕业设计要求。

2、工作原理

2.1模块的简介

有8个8*8点阵，再用8个引脚来当充当各个8*8点阵的“开关”。

只要将64个灯阳极连在一起，在连到这个引脚上。

采用了HC573暂存的方法，来分别把64个灯的亮灭信息存到这个上面，然后再一起输出到灯上，573的64个输出引脚控制前面所述每一个面的64个灯；

而每层灯的阴极全连接在一起接入单片机，由单片机控制的每一个层灯。

通过单片机主控芯片AT89S52来控制所有灯的亮灭，从而控制P0、P1、P2实现控制X、Y、Z空间立体控制来显示我们所需要显示的现象。

如图2.1和2.2所示。

整个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.

图2.1层面

图2.264个灯孔

2.23DLED光立方工作原理

本设计介绍一个3DLED光立方显示屏的制作，在单片机的P0口输出显示代码，然后把扫描片选择锁存器送入74HC573，通过片选哪一列对应的芯片就可以把显示的内容送到显示屏显示。

考虑到P0口必需设置上拉电阻，我们采用4.7kΩ排电阻作为上拉电阻。

设计原理：

利用单片控制LED点阵显示的原理和控制技术，来制作控制光立方显示。

通过编写程序控制不同LED的显示，显示所要显示的内容。

根据人眼的视觉暂留效应，设置每幅画面的延迟时间使连续的一系列画面呈现动态