毕业论文 基于STC12C5A60S2单片机的LED光立方设计Word文档下载推荐.docx

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BasedonSTC12C5A60S2oftheLightCubeDesign

【Abstract】:

The8*8*8LEDcubeismadeof512LEDlights，namedLightCubewhich

usedSTC12C5A60S2asmaincontrolchip，ithas874HC573latchesextendedI/Oports,and

aULN2803chipasoutcontrol.ThroughprogrammingcontrolI/Oport,theLEDlight.8*8*8cubiclightforlightledswillformavarietyofgraphics,suchaslove

heart,numbers,rain,cubeandsoon.animation,cohesionisperfect,stereosenseis

dye-in-the-wood.Inaddition,wealsocanexternalaudioinput,throughtheADsampling,fastFouriertransformFFT,canletlightcubedisplayaudiospectrum.Afterthesystemtest,finallytomeetthedesignrequirements.

【Keywords】:

TheLightCubeSTC12C5A60S274HC573ULN2803

【摘要】.....................................................................................................................................1

【Abstract】...............................................................................................................................2

目录............................................................................................................................................2

第一章引言.................................................................................................................................1

1.1光立方的研究意义............................................................................................................1

1.2发展历程和现状................................................................................................................1

1.3光立方的功能和特点........................................................................................................1

1.4光立体的优越性以及主要应用.........................................................................................2第二章控制模块设计...................................................................................................................3

2.1系统总框图......................................................................................................................3

2.2总体方案的选择...............................................................................................................3

2.2.1主控芯片................................................................................................................3

2

2.2.2电源选择................................................................................................................4

2.3元件选择................................................................................................................42.

第三章光立方显示部分概述.........................................................................................................7

3.1光立方的制作..................................................................................................................7

3.1.1光立方的原理.........................................................................................................7

3.1.2LED灯的选用......................................................................................................7

3.1.3LED灯的焊接.........................................................................................................9

3.2显示部分检测..................................................................................................................10第四章硬件设计.........................................................................................................................13

4.1最小系统.........................................................................................................................13

4.2按键模块........................................................................................................................13

4.3功放模块.........................................................................................................................14

4.3.1功放原理图...........................................................................................................14

4.4呼吸指示灯......................................................................................................................15

4.5竖排控制电路.................................................................................................................15

4.6光立方层控制电路..........................................................................................................16

4.7硬件电路焊接.................................................................................................................17

4.8元件清单...........................................................................................错误～未定义书签。

第五章系统软件设计..................................................................................................................19

5.1软件设计总体思路..........................................................................................................19

5.1.1程序设计框图........................................................................................................19

5.1.2显示程序设计........................................................................................................20

图5-3伸缩动画流程图................................................................................................21

5.1.3音频信号频谱分析.................................................................................................22第六章系统调试与测试结果........................................................................................................24

6.1软件调试........................................................................................................................24

6.2光立方初步调试..............................................................................................................25

6.2.1检查电源...............................................................................................................25

6.3光立方最终调试..............................................................................................................26

6.4光立方测试遇到的问题...................................................................................................26结论............................................................................................................................................27

致谢语.........................................................................................................................................28

参考文献.....................................................................................................................................29

附录............................................................................................................................................30

附录1:

实物图.....................................................................................................................30

附录2:

系统总原理图..........................................................................................................31

附录3:

呼吸灯PCB.............................................................................................................32

附录4:

光立方主程序..........................................................................................................32

3

4

第一章引言

本章简要介绍了光立方的研究意义、发展和现状，以及所设计光立方的功能特点，光立方的优越性，并依此提出了本论文研究的主要内容。

1.1光立方的研究意义

LED点阵显示屏已经应用到了我们生活中的方方面面，科技发展的脚步一直向前，3D电影给人带来了震撼的视觉体验，于是想设计出一种3D显示屏。

通过学习《单片机原理与应用（第二版）》一书，知道LED静态显示和动态显示，以及两种显示的控制方法。

LED点阵显示屏的特点有比数码管实用、便宜、亮度高等优点，而且做出来的LED显示很耐用。

具有亮度高、工作电压低、功耗低、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。

LED显示屏发展前景极为广阔，利用LED做成3D显示屏，3DLED显示不仅可以像LED点阵一样显示平面动态或静态图案，同时还可以立体显示动态或静态图案，打破了传统平面显示的方式。

更是给人不同视觉盛宴。

1.2发展历程和现状

二十一世纪将是平板显示的时代，基础材料产业化，使LED灯生产工艺更加完善，成本更低，应用加快发展。

LED产品性能的提高，使全彩显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到了比较理想的效果，完全可以满足各种相对复杂的坏境条件要求。

同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年中的发展中，全彩LED3D显示屏在户外广告媒体中越来越多的代替传统的磁翻板、灯箱、霓虹灯等产品，体育场馆、舞台的

1显示方面全彩LED3D显示屏更会成为主流产品。

全彩色LED3D显示屏的广泛应用会是LED3D显示产业如发展的一个新的增长点。

未来LED3D显示屏会向着规范化、标准化、产品结构多样化等方向发展。

目前，我国主要的LED广告大屏幕制造厂商主要集中在华北、华东、华南区域，大型制造商的市场范围几乎覆盖了整个中国市场。

国产LED大屏幕性价比比较高，以其独有的优势占据了很大一部分市场份额。

我国LED显示屏产业的快速发展，逐步形成了一批具有一定规模的骨干企业，而且产品不断推陈出新，使LED显示屏产业成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。

1.3光立方的功能和特点

1、8*8*8的LED阵列立体显示器。

2、连贯图形显示效果，浑然一体，一气呵成，能给观赏者带来立体的可视的震撼视觉效果。

3、超炫的立体动态显示，多种显示样式，如面平移、数字倒计时、方框伸缩、心跳动、雨滴等十多种动画。

4、具有音频频谱显示模式，可随音频同步显示，给观赏者视觉和听觉双重体验。

5、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。

6、光立方内置两种模式:

图形自动播放模式、音频显示模式，K2选择音频模式，K3选择图形自动播放模式。

1.4光立体的优越性以及主要应用

1.3D以其亮度高，功耗低，视角大，寿命长，可视距离远等优点而具有极为广阔的发展前景。

随着人们生活水平的提高，3DLED逐渐应用于各行各业。

人们对其的要求也越来越高，已经不再满足于二维平面，进而转向三维平面。

3DLED的出现是一个很好的契机。

2.LED光立体极具观赏性，人们可以根据自己的要求，设计不同的图案，展现不同的立体效果。

可以说它是变幻无穷的。

因其极大地观赏性，使人们在接受信息，数据的同时更加印象深刻，使信息的传输更有效率。

3.随着3D技术的逐步发展，3DLED被广泛应用于现实生活中，比如LED显示屏，LED图像，LED立体摄影。

这些技术在我们的生活中随处可见，电影院，会议场合，舞台设计，以及各种娱乐场所。

第二章控制模块设计

2.1系统总框图

光立方系统主要框图如图2-1所示，主要包括主控部分、LED显示部分、电源模块、功放模块、以及呼吸指示灯模块五部分。

电源开关打开后，呼吸指示灯工作，系统初始化完成后，等待选择音频显示还是动画自动播放模式，进入音频模式后可伴随音频显示“跳舞”动画。

图2-1图系统方框图

2.2总体方案的选择

2.2.1主控

光立方系统主要框图如图2-1，主要包括主控部分、LED显示部分、电源模块、运放模块、以及呼吸指示灯模块五部分。

整个系统又分软件部分和硬件部分，良好的硬件设计为软件的执行提供支撑，为系统工作提供硬件实体;

软件为系统的工作提供各种算法，软件与硬件的的结合，是系统高效工作的基础。

2.2.1主控芯片

本次设计首先要实现光立方的立体扫描，产生出特定的显示效果。

通过设计多种多样的动态图画，给人一种绚丽多彩的效果。

此外还要求显示效果能依音乐节奏而跳动，这就要求对音乐进行采集。

对音乐采集可以采用独立AD芯片，或者选用内带AD转换功能的MCU。

为此，有三种选择。

选择一:

采用STC89C52单片机作为主控，独立AD0808或者AD0804芯片用做音频采集。

选择二:

采用红晶科技公司的STC12C5A60S2芯片作为主控。

STC12C5A60S2芯片有以下几个特点:

（1）其和8051指令、管脚完全兼容。

（2）片内