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1、基于基于STC12C5A60S2答辩人：梁*指导教师：郝* 光立方设计光立方设计1;.光立方简介光立方简介光立方是以STC12C5A60S2单片机为核心，系统由512个LED灯通过共阴的形式并联起来形成8*8*8的规格为20cm*14cm*14cm(高，长，宽)，由ULN2803芯片驱动电路，由74hc2803扩展单片机的端口立体的呈现动画效果，主要有主控模块、驱动模块、显示模块构成2“光立方”是一种基于娱乐学习为一体的科学制作，光立方的娱乐体现在其开放性的DIY程序改造和立体的动画表现形式，可以随心所欲的变化程序来实现想要的动画效果。光立方的学习价值体现在对单片机的控制操作和对512个LED
2、灯的点阵控制及对个模块功能的协调配合上，随着近年来电子行业的发展，光立方已吸引了大多数电子爱者，社会上也掀起了光立方的学习和设计热潮，光立方在原有的基础上也变化很多改进很多，这也深深的吸引了电子爱好者对其研究和创新3光立方的研究意义光立方的研究意义这次毕业课题的设计抛弃了传统LED的二维显示，改为了点阵的三维立体显示，显示的更加绚丽多彩，强烈冲击了人们的视觉，此外本次运用了更加优秀的单片机STC12C5A60S2替代89C51，从而使系统的功能变得更加强大和更强的驱动能力，在此次的毕业课设设计中要求把512个LED灯通过共阴的形式相连，这就要求对焊接技术要求非常严格，灯的折叠形状必须严格一样，
3、而且在焊接时要尽量避免对LED的静电干扰，焊接时间也要严格控制，此次的制作和设计对智能化产品实现经济和商业的价值具有积极地作用。4主要元器件主要元器件Stc12c5a60s2uln280374hc595led导线电烙铁5光立方的原理光立方的原理由于光立方是由8*8*8的512个灯组成的必须每盏灯都是单独控制的，可单片机的I/O口没有那么多，那么我们就要通过扩展I/O口来实现控制有什么来扩展呢？这里我们用到的是结构简单的74hc593,用它我们就可以一个口扩展成八个口，这样单片机的八个口就可以扩展出8*8一共64个I/O口这样就可以控制led灯的一个正极那么对于负极我们怎么控制呢，这里我们可以通
4、过共连阴极的方法控制，就是把每层led的阴极都连在一起，八层就有八个接口，这八个接口通过uln2803控制接在单片机的另外八个接口上其实我们就是用单片机的16个I/O接口，通过扩展得到了64+8个接口，这样就可以把512个led灯给控制好了671.将将LED从点到线的搭建从点到线的搭建准备材料首先要找一块万用板，这样就可以保持灯与灯之间的距离保持相等，在这里我们用的是白发蓝的led灯，长正短负，我们采用的是共阴的连接方法，所以要把灯的形状折成90度，然后把八个这样的灯焊接好。82.将将LED从线到面的搭建从线到面的搭建接下把焊好的64个共阴的led灯的阳极相连如图3-16所示，相连后就得到一个
5、8*8的灯面如图3-17，注意：在焊接过程中会产生静电，所以要求电焊铁要接地，焊接完后要用万用表测量每个灯是否正常，是否存在虚焊和击穿。93.将将LED从面到体的搭建从面到体的搭建最后把焊好的八个面分别接在做好的电路板上，阳极对应接在八个74HC573的八个引脚上，阴极每一层给连接起来接在uln2803的输出端口上，这样硬件模块的显示部分就算做好了10总结总结本毕业设计主要采用STC12C5A60S2单片机控制，加上几个辅助模块，再加上led显示模块，就构成了立体显示的8*8*8的光立方，此光立方集合了美学，研究，观赏于一体，既有观赏性又有研究和开发的多种优点，此外在光立方led的焊接过程中要
6、求比较高，工程量比较大，可以大大锻炼焊接能力极大的提高自己的动手能力，是个很有趣很受锻炼的设计。从毕业设计的题目选择到基本确定大概花了一个星期，在确定题目的同时我也积极在网上查找资料，有时去图书馆看看关于单片机类的书籍，查查芯片的使用和要求及优点和不足，最终我找到最合适的STC12C5A60S2这款芯片集合了好多芯片的优点，功能特别强大，现在最新的单片机，正由于它是最新的，所以在找资料和画原理图方面很不好实现，几乎很难找到关于它的资料，即使找到了也是纯英文的，还要自己翻译，在原理图方面也一样复杂，几乎没有关于它的封装，在找资料这块花了不少时间，对于led灯焊接方面也要求的很高，重复无聊的折le
7、d的管脚这都还好，主要是led灯的击穿问题特别难处理，对于单个led我们需要检测，对于焊成条形的led也要检测，对于焊成面的led还要检测，最困难的是对于焊成体的led还要检测，有时一条led灯没问题，可是焊成面就出问题。11虽然在动手做这个设计之前我也是做好各方面准备，可是在实施的时候遇到的问题还是使我料想不到，各种软件的使用还有贴片元件的焊接都是很考验基本功的，有些不懂的我就在网上看相关视频，到各种DIY论坛请教这方面的“大神”，可以说我已经下载了网上所有关于光立方的资料，这过程很辛苦，有时一天就为了解决一个问题，从早找到晚，比如找74hc595d的pcb封装图，或者stc12c5a60s
8、2的原理图和封装图。对于软件模块要求的就更高了，软件的书写规范和字库的创建，都是一个不小的工程，这个系统中用到的延时程序，每一帧的时间计算，扫描的频率和灯的亮度，都要细细计算，编写调试再编写再调试，这样反复好多次才终于编写出一个稳定的程序。总的来说，做这个设计确实累，可是当光立方正常工作时看到它显示出绚丽的动画时，付出的这一切都值得了，在制作过程中得到的经验和学到的知识是扎实的，在制作和研究过程中觉得特别的充实，理论知识得到了巩固，知识再也不是仅仅停留在书面上了，动手能力也加强了很多，现在懂得了自己查资料，自己分析问题解决问题，可以说这次的毕业设计做的非常的有意义，受益匪浅。12致谢语致谢语临近毕业现在才感觉学校那么的温暖，有种不舍的情怀，在离别之际我留在这学校的唯一作品就是这份毕业设计，这里要感谢我的导师郝芸主任，在我做毕业设计的过程中，从论文的撰写毕业设计的选题还有设计思路的扩展方面都给予了很大帮助，主任抽出宝贵的时间给我指导，时不时的问我有没有什么困难，有困难她给我解决，处处对我很关照，作为导师尽职尽责和蔼可亲。在这也谢谢我的同学们给于我帮助，给我提供焊接和很多软件和硬件测试工具。13附录附录1原理图原理图14附录附录2程序模块一角程序模块一角15 END 谢谢观看 制作人：梁*16
