基于单片机的光立方设计优秀论文报告.docVIP

摘 要 本文详细的介绍了光立方的搭建过程，以51系列的单片机STC12C5A60S2为主要的控制芯片，由512个LED通过共阴的形式连接起来，由74HC595为扩展单片机的I/O口，用ULN2803为驱动电路，形成一个规格为8*8*8(长，宽，高)立方体,还介绍了这款芯片的特点和使用方法及在调试过程中遇到的软件和硬件方面的问题及解决方法，详细的阐述了光立方的设计原理和架构方法，对光立方目前存在的意义也进行了详细的介绍。 关键词 目 录 1 引言 1 2 总体设计 2 2.1 2 2.2 光立方设计分析 2 2.3 系统的结构框图 2 3 详细设计 3.1 硬件设计 3 3.1.1 单片机 3 3.1.2 移位寄存器 3 3.1.3 端口驱动 4 3.1.4 时钟电路 4 3.2 软件设计 3.2.1 程序流程图 5 3.2.2 主要程序 6 4 实验结果及分析 4.1 硬件实物图 12 4.2 实验结果分析 12 5 心得体会 参考文献 1 引言 　　自从国庆60周年联欢晚会开始演练后一个全新的名词——光立方，吸引了全国人民的关注。光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成的，在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世。国庆联欢晚会三样法宝，光立方为最。　　“光立方”在气势和整体感觉上，融合了北京奥运会开幕式“击缶而歌”和“活字印刷”的风格，而各种图案则与贯穿奥运会开幕式的“画卷”有异曲同工之妙。“光立方”可以根据爱国歌曲的不同内容，展示不同的造型和图案。 　 光立方顾名思义是一个立方体，我采用的是8*8*8的模式，主要分为三个模块主控模块、驱动模块、显示模块。我所做的光立方驱动电路，主控电路等都是纯手工焊接。采用的主控芯片STC15F2K60S2芯片，驱动电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。利用512个LED组成的8x8x8的立方体结构，每层共64个LED采用共阴的接法，一共8层，利用锁存器74HC573与驱动器ULN2803的硬件组合而成。 　　基于STC 15F2K60S2单片机系统硬件组成的光立方,利用单片机控制LED的亮灭，并利用延时控制LED亮灭时间，最终使得整个立方体展现美轮美奂绚丽多彩造型和图案。 　　我们永远会记得2009年的庆祝60周年纪念日的那个晚上，由4028名表演者组成的光立方的图案，让世界人民感到耳目一新的感觉。光立方的出现使得整个晚会上升到一个很高的高度。那光立方的作用是很明显的，应用于现代的各种晚会的场合，会使得晚会变得有意义而精彩。视觉上的冲击让人们会感到眼前一亮的感觉，相对于传统形式的晚会，带有高新科技的产品助阵会使得人们在精神上的生活变的精彩而又充足。　　光立方的出现并不是偶然，而是社会发展的必然性，我们不能只活在过去式的生活里，科技的进步引领这时代的潮流，人们对科技产品的兴趣越来越浓厚，主要是其七彩颜色的变换，让人感觉处在一个神奇的王国当中，因为光立方通过LED灯的七彩颜色变换变的非常的美丽，其立体式的结构使得其渲染效果非常明显。光立方的出现具有划时代的意义，对于人们以后的生活方式有了很大的提高。　　此次光立方的设计使用的是单片机控制，降低了成本。通过程序的编写使之能达到我们的要求，就像人的大脑，表达出人的思想。多彩多色的LED展现出的画面就是它们的语言，就科技性非常的高。创新能力不只是结构的变化，更在于我们是如何控制去展现它们。 2 总体设计 2.1 光立方的基本原理 本系统设计主要以STC12C5A60S2单片机为核心，并以512个蓝色LED灯做为显示模块组成的光立方，主要有主控模块、驱动模块、显示模块构成， 2.2 光立方设计分析 本次设计使用实现一基于单片机的的设计，主要由三部分组成：。 3 详细设计 3.1 硬件设计 3.1.1 单片机的简单介绍 　　采用单片机STC12C5A60s2为核心，此单片机是STC生产的单时钟/机器周期(IT)的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，采用第八代加密技术，加密性超强，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟，±1%温飘，常温下温飘5%。，5MHz—35MHz宽范围可设置，可彻底省掉外部昂贵的晶振和外部复位电路(内部已集成高可靠复位电路，8级可选复位门槛电压)。3路CCP/PWM/PCA(可实现3个定时器或3个D/A转换器); 8路高速10位A/D转换器(30万次/秒)，内置2K字节大容量SPAM，两组高速异步串行通信端口(UART1/UART2，可在五组管脚之间进行切换，分时复用可作5组串口使用)，1组高速同步串行通信端口SPI，针对多串行口通信/电机控制/强干扰场合。综合考虑采用 STC--