基于單片機(jī)的光立方控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文

0/37信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)設(shè)計(jì)(論文)題目:________________________基于單片機(jī)的光立方控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè):應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí):應(yīng)電11-2學(xué)號(hào):姓名:指導(dǎo)教師:二0一三年十一月二十日息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)應(yīng)電11-2專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)設(shè)計(jì)（或論文）題目基于單片機(jī)的光立方控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師職稱工作單位與所從事專業(yè)聯(lián)系方式備注副教授/工程師設(shè)計(jì)（論文）容：運(yùn)用電子技術(shù)知識(shí)、技能設(shè)計(jì)一個(gè)光立方。功能要求如下：1．8*8*8模式構(gòu)成512個(gè)LED燈后組成一個(gè)光立方。2．采用STC12C5A08S2為主控芯片；加上驅(qū)動(dòng)電路采用uln2803芯片,呈現(xiàn)出立體動(dòng)畫效果。3．通過(guò)軟件編程控制數(shù)據(jù)下載到單片機(jī)完成各種圖案的顯示。4．能夠?qū)崿F(xiàn)遙控來(lái)控制圖案的變化。要求完成：選擇各單元電路結(jié)構(gòu)并闡述工作原理，繪制整機(jī)電路原理圖（A4圖紙），寫出C語(yǔ)言源程序程序的流程圖；準(zhǔn)確計(jì)算或估算電路參數(shù)，正確選擇電路元件與設(shè)備，給出元件、設(shè)備明細(xì)表；撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，要求準(zhǔn)確闡述電路選擇依據(jù)，反映元件、設(shè)備選擇等設(shè)計(jì)過(guò)程，并使用軟件進(jìn)行仿真并制作實(shí)物。進(jìn)度安排：第4~5周：查找資料，選擇參考方案；第5~6周：確定方案；第7～10周：查找資料，進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)；第11～13周：整機(jī)電路整機(jī)與分析；第14～15周：整理報(bào)告，確定初稿；第15周：檢查定稿；第15周：答辯。主要參考文獻(xiàn)、資料(寫清楚參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版單位)：[1]建忠.單片機(jī)原理與應(yīng)用.：電子科技大學(xué)，2002[2]朱宇光.單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)教程.：電子工業(yè)，2000[3]守義.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).：電子科技大學(xué)，2002[4]房小翠.單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).：國(guó)防工業(yè)，1999[5]華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù).：電子工業(yè)，2000[6]全利．單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)．：高等教育，2006審批意見(jiàn)教研室負(fù)責(zé)人：年月日備注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，一式二份。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份目錄摘要1第一章緒論2第二章硬件設(shè)計(jì)與分析32.1總體設(shè)計(jì)方案32.2單片機(jī)主控模塊42.2.1芯片介紹42.2.2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)62.2.3復(fù)位電路設(shè)計(jì)72.3驅(qū)動(dòng)模塊72.3.1陰極驅(qū)動(dòng)電路82.3.2陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路92.4顯示模塊112.4.1LED的選擇112.4.2顯示電路112.5整機(jī)工作原理12第三章軟件設(shè)計(jì)133.1主程序的設(shè)計(jì)133.2顯示程序的設(shè)計(jì)143.2.1LED顯示的數(shù)據(jù)傳送143.2.2顯示程序的設(shè)計(jì)143.3軟件調(diào)試15第四章硬件焊接與調(diào)試174.1主板的焊接174.1.1PCB板的制作174.1.2主板的焊接184.2LED光立方的搭建194.2.1由點(diǎn)到線194.2.2由線到面204.2.3由面到體204.3電腦端的ISP控制軟件214.4整機(jī)調(diào)試與結(jié)果分析22結(jié)論24參考文獻(xiàn)25附錄1整機(jī)電路圖26附錄2源程序27附錄3元器件清單31摘要光立方是一個(gè)長(zhǎng)、寬、高由8×8×8個(gè)LED燈組成的真實(shí)3D立方體顯示器。其最大的特點(diǎn)，就是帶給觀賞者立體的超酷的3D視覺(jué)體驗(yàn)。本設(shè)計(jì)的硬件主要分為三個(gè)模塊：主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊。采用的主控芯片為STC12C5A60S2芯片，驅(qū)動(dòng)電路是采用我們常用ULN2803芯片，顯示電路采用八個(gè)74HC595移位寄存芯片控制每一面LED燈。本設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編程，通過(guò)對(duì)單片機(jī)編程來(lái)控制LED的亮滅，采用延時(shí)控制來(lái)LED亮滅時(shí)間的長(zhǎng)短，最終使得整個(gè)立體展現(xiàn)不同的造型和圖案，使其變得美輪美奐、絢麗多彩。關(guān)鍵字光立方，移位寄存器74HC595，單片機(jī)STC12C5A60S2，驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803第一章緒論隨著人們生活水平的不斷提高，3D效果的欣賞已經(jīng)成了人們的追求，美輪美奐的觀賞讓人醉心不已，給人帶來(lái)無(wú)比寬松舒適的美感。3D技術(shù)的將來(lái)必有廣泛應(yīng)用。僅3D打印技術(shù)這一還處在萌芽階段的技術(shù)就已經(jīng)在世界掀起了巨大波瀾。就現(xiàn)有來(lái)看3D技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于軍工、航空航天、水下作業(yè)、模擬分析等高端領(lǐng)域。隨著科技發(fā)展3D技術(shù)的成本也會(huì)越來(lái)越低，相信3D電視將來(lái)也會(huì)像液晶電視一樣走入普通家庭。3D技術(shù)在未來(lái)還可以應(yīng)用于教學(xué)，醫(yī)學(xué)，地下采礦，空中導(dǎo)航等領(lǐng)域。但就目前的發(fā)展，3D還不能夠普與到人們的生活中，這也就萌發(fā)了人們對(duì)于3D的設(shè)計(jì)。因此，本課題以發(fā)光二極管的搭建的8×8×8立體點(diǎn)陣，是一個(gè)長(zhǎng)、寬、高由8×8×8個(gè)LED燈組成的真實(shí)3D立方體顯示器。采用單片機(jī)STC12C5A60S2為核心編程技術(shù)，對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行控制，使其顯示出不同的花樣，帶給人未來(lái)3D技術(shù)的科技體驗(yàn)。光立方是由四千多棵光藝高科技“發(fā)光樹”組成的，在2009年10月1日天安門廣場(chǎng)舉行的國(guó)慶聯(lián)歡晚會(huì)上面世，這是新中國(guó)成立六十周年國(guó)慶晚會(huì)最具創(chuàng)意的三大法寶之首,自從國(guó)慶60周年聯(lián)歡晚會(huì)開(kāi)始演練后，一個(gè)全新的名詞“光立方”，吸引了全國(guó)人民的關(guān)注。國(guó)慶聯(lián)歡晚會(huì)三樣法寶，光立方為最耀眼，“光立方”在氣勢(shì)和整體感覺(jué)上,融合了奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式“擊缶而歌”和“活字印刷”的風(fēng)格，而各種圖案則與貫穿奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式的“畫卷”有異曲同工之妙?！肮饬⒎健笨梢愿鶕?jù)愛(ài)國(guó)歌曲的不同容,展示不同的造型和圖案，具有豐富的視覺(jué)效果。本光立方設(shè)計(jì)是一個(gè)集實(shí)際型經(jīng)濟(jì)型性價(jià)比高便宜而且能夠幫助你更好的學(xué)習(xí)C語(yǔ)言等多功能于一身的一個(gè)藝術(shù)、裝飾品。作為一個(gè)忠實(shí)的電子愛(ài)好者，美觀時(shí)尚應(yīng)當(dāng)是我們的不懈追求，引領(lǐng)更多的初學(xué)者走上電子愛(ài)好者之路更是值得我們努力的。而3D光立方所能帶來(lái)的震撼力和吸引力是其他電子設(shè)計(jì)所不能動(dòng)搖的。第二章硬件設(shè)計(jì)與分析2.1總體設(shè)計(jì)方案該光立方設(shè)計(jì)方案，其核心模塊有四個(gè)：主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊、電源模塊?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示：圖2-1總體設(shè)計(jì)框圖本光立方設(shè)計(jì)由直流5V直流穩(wěn)壓電源給整個(gè)系統(tǒng)供電，采用STC125A60S2單片機(jī)作為主控制芯片。整個(gè)光立方系統(tǒng)的工作流程是：通過(guò)對(duì)單片機(jī)STC12C5A60S2進(jìn)行編程，然后輸出兩路信號(hào)分別送到陰極驅(qū)動(dòng)電路和陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路，最后由它們輸入到顯示電路控制LED光立方體上每個(gè)LED燈的亮滅，利用人眼的暫留效應(yīng)，得以呈現(xiàn)出不同的圖案和動(dòng)畫。本設(shè)計(jì)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、8×8×8LED陣列3D光立方體顯示器，設(shè)計(jì)方案精簡(jiǎn)，電路簡(jiǎn)潔，采用的材料是高亮霧狀藍(lán)色LED燈，可以達(dá)到光立方最佳視覺(jué)效果。2、連貫圖形顯示效果，渾然一體，一氣呵成。能給用戶帶來(lái)立體的可視的震撼視覺(jué)效果。3、程序置壞點(diǎn)檢測(cè)部分，以與多種圖形顯示模塊。4、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的LED陣列制作模板，讓LED陣列制作簡(jiǎn)單快速。套件制作因此變得簡(jiǎn)單。初學(xué)者也可以制作出規(guī)、美觀的成品。2.2單片機(jī)主控模塊主控電路由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等組成，它是電路工作的最基本的單元電路，任何單片機(jī)基于單片機(jī)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)都離不開(kāi)它。2.2.1芯片介紹制作光立方使用的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板采用了宏晶科技新推出的1T增強(qiáng)型51單片機(jī)中功能較為強(qiáng)大的一款——STC12C5A60S2。此芯片集成了各種高性能工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，并且與傳統(tǒng)51在資源布局上有完全的兼容性，大部分傳統(tǒng)51的程序可以直接拿過(guò)來(lái)使用無(wú)需做修改。與傳統(tǒng)51不同的是，STC12C5A60S2是1T核，速度是傳統(tǒng)51單片機(jī)的12倍，遇到對(duì)延時(shí)有要求的地方，延時(shí)時(shí)間會(huì)變成傳統(tǒng)51的1/12。STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S，即25萬(wàn)次/秒)，針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。1、增強(qiáng)型8051CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80512、工作電壓：STC12C5A60S2系列工作電壓：5.5V-3.3V（5V單片機(jī)）3、工作頻率圍：0-35MHz，相當(dāng)于普通8051的

0～420MHz4、應(yīng)用程序空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié)5、A/D轉(zhuǎn)換，10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬(wàn)次)6、通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時(shí)器或PCA軟件實(shí)現(xiàn)多串口7、STC12C5A60S2系列有雙串口，后綴有S2標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/P1.2(可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.2)，TxD2/P1.3(可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.3)8、工作溫度圍：-40-+85℃(工業(yè)級(jí))/0-75℃(商業(yè)級(jí))以下是單片機(jī)管腳圖與功能介紹。單片機(jī)管腳圖，如下頁(yè)圖2-2所示：圖2-2單片機(jī)引腳圖各引腳功能簡(jiǎn)單介紹如下：VCC：供電電壓；GND：接地；P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每個(gè)管腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳寫“1”時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部電位必須被拉高；P1口：P1口是一個(gè)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入“1”后，電位被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收；P2口：P2口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳電位被部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入時(shí)，P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)；P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入時(shí)，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)，也是由于上拉的緣故。同時(shí)P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)；RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高平時(shí)間；ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期PSEN兩次有效。但在訪問(wèn)部部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)；EA/VPP：當(dāng)EA保持低電平時(shí)，訪問(wèn)外部ROM；注意加密方式1時(shí)，EA將部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)部ROM。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)；XTAL1：反向振蕩放大器的輸入與部時(shí)鐘工作電路的輸入；XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。2.2.2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)供給單片機(jī)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)用，通常用兩種電路形式得到：部振蕩和外部振蕩。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用部振蕩方式，如圖2-3所示。圖2-3時(shí)鐘電路MCS-51單片機(jī)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式。電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇瓷電容，電容值約為30pF。電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性等。2.2.3復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位是使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)。單片機(jī)的工作就是從復(fù)位開(kāi)始的，當(dāng)在單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)部就執(zhí)復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本的形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。由于本次設(shè)計(jì)采用的是按鍵復(fù)位，所以這里只介紹按鍵復(fù)位，如圖2-4所示。圖2-4按鍵復(fù)位電路按鍵復(fù)位要求按下按鍵后，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。按下按鍵瞬間RST引腳獲得高電平，隨著電容C1的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為12MHz時(shí)，C1為10uF，R1為8.2kΩ，晶振為6MHz時(shí)，C1為22uF，R1為1kΩ。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC=0000H所以程序從0000H地址單元開(kāi)始執(zhí)行。單片機(jī)啟動(dòng)后，片RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片RAM的容。特殊功能寄存器復(fù)位后狀態(tài)使確定的。P0～P3為FFH，SP為07H，SBUF不定，IP、IE和PCON的有效值為0，其余的特殊功能寄存器的狀態(tài)均為00H。2.3驅(qū)動(dòng)模塊為節(jié)約成本，本光立方設(shè)計(jì)沒(méi)有選擇硬件電路集成設(shè)計(jì)，把驅(qū)動(dòng)電路與控制電路合為一體。而是選擇用常用的芯片做為光立方的驅(qū)動(dòng)。由于LED燈比較多，需要的電流相對(duì)比較大，所以采用74HC595和ULN2803組成來(lái)組成驅(qū)動(dòng)電路。采用74HC595移位暫存的方法，來(lái)分別把8個(gè)燈的亮滅信息儲(chǔ)存，74HC595的64個(gè)輸出引腳控制前面所述每一個(gè)面的8個(gè)燈；而ULN2803控制燈的每一個(gè)層。驅(qū)動(dòng)電路由陰極驅(qū)動(dòng)電路（圖2-5）和陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路（圖2-5）組成。圖2-5陰極驅(qū)動(dòng)電路圖2-6陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路2.3.1陰極驅(qū)動(dòng)電路陰極驅(qū)動(dòng)電路由一個(gè)ULN2803達(dá)林頓管組成。從單片機(jī)P1口出來(lái)的信號(hào)送到ULN2803進(jìn)行處理放大，再輸出到每一層LED燈的陰極。ULN2803是個(gè)NPN達(dá)林頓晶體管，連接在陣列非常適合邏輯接口電平數(shù)字電路（例如TTL，CMOS或PMOS上/NMOS）和較高的電流/電壓，如電燈，電磁閥，繼電器，打印錘或其他類似的負(fù)載。該ULN2803是專為符合標(biāo)準(zhǔn)TTL，而制造ULN2804適合6至15V的高級(jí)別CMOS或PMOS上。該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導(dǎo)通工作。芯片引腳圖如下頁(yè)圖2-7所示：圖2-7ULN2803芯片引腳圖說(shuō)明：1-8引腳：輸入端11-18引腳：輸出端9引腳：地端10(COM)引腳：電源+COM腳的作用是當(dāng)你使用ULN2803(2003)來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí)，可以將COM腳接到繼電器的VCC端，利用ULN2803(2003)部的反向二極管作保護(hù)繼電器，消除繼電器閉合時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。2.3.2陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路由八個(gè)74HC595芯片組成，在本光立方系統(tǒng)中用來(lái)每一面LED燈的陽(yáng)極。即對(duì)從單片機(jī)P3.5、P3.6、P3.7輸出的信息進(jìn)行移位存儲(chǔ)，然后再由八個(gè)74HC595輸出給每一面LED燈。74HC595是硅結(jié)構(gòu)的CMOS器件，是具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在SCHcp的上升沿輸入，在STcp的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（Ds），和一個(gè)串行輸出（Q7’）,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能OE時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。芯片引腳圖如圖2-8所示：圖2-874HC595芯片引腳圖說(shuō)明：Q0到Q7引腳：8位并行數(shù)據(jù)輸出，其中Q0為第15腳GND第8腳：接地Q7第9腳：串行數(shù)據(jù)輸出MR第10腳：主復(fù)位（低電平）SHCP第11腳：移位寄存器時(shí)鐘輸入STCP第12腳：存儲(chǔ)寄存器時(shí)鐘輸入OE第13腳：輸出有效（低電平）DS第14腳：串行數(shù)據(jù)輸入VCC第16腳：電源在本光立方系統(tǒng)中使用74HC595，因?yàn)樗哂幸粋€(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達(dá)到重疊處理的目的。引腳DS為串行數(shù)據(jù)輸入端，與單片機(jī)P3.7相連，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)；引腳SHCP為移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，與單片機(jī)P3.6相連；STCP是輸出寄存器的打入信號(hào)，與單片機(jī)P3.5口相接。再?gòu)腝0 到Q7輸出到每一面LED燈的陽(yáng)極，從而達(dá)到控制每一面上的每個(gè)LED燈。2.4顯示模塊顯示電路模塊是由8面8×8的霧狀藍(lán)光LED面組成，每一面都是由一個(gè)移位寄存器來(lái)控制。2.4.1LED的選擇選擇霧狀藍(lán)光LED燈的原因是它具有非常高的亮度，發(fā)光強(qiáng)度為800~1200MCD，且散光的特性使得從各個(gè)方位看起來(lái)亮度一致性好，強(qiáng)有力的保證了LED立方體的炫目效果與眾不同。加之，本光立方系統(tǒng)在電路上的優(yōu)良設(shè)計(jì)，即使把LED立方體放在太陽(yáng)下，效果依然清晰可見(jiàn)，不像其他的，只能在關(guān)了燈的黑暗房間才看見(jiàn)。再者，霧狀藍(lán)光LED燈燈珠腳長(zhǎng)約為26mm，這使得折角和焊接變得更加容易、方便。更重要的一點(diǎn)是霧狀藍(lán)光LED沒(méi)有像其他高亮LED燈那樣刺眼,而且藍(lán)光給人一種夢(mèng)幻般的視覺(jué)沖擊。所以現(xiàn)在霧狀藍(lán)光LED燈做為本光立方顯示的元件。2.4.2顯示電路顯示電路具體元器件是由512個(gè)霧狀藍(lán)光LED燈組成，把512個(gè)霧狀藍(lán)光LED燈焊接成8面8×8的小模塊，最后把每一面組裝到PCB電路板上，這樣就構(gòu)成了一個(gè)8×8×8的LED光立方體；每一面由一個(gè)移位寄存器來(lái)控制，每一層由驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803來(lái)控制，就完成了對(duì)整個(gè)顯示電路上每一個(gè)燈的控制。下面以一面顯示電路圖來(lái)舉例。一面LED顯示電路由64個(gè)霧狀藍(lán)光LED燈組成，把八列LED燈的陰極全部焊接在一起接到驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803，而每八行的陽(yáng)極分別接到一個(gè)移位寄存器74HC595上。在電路圖上八行陽(yáng)極U1-U8接到同一個(gè)74HC595上，和對(duì)應(yīng)的引腳連接；而八列陰極一起由1C接到ULN2803上。具體電路圖如下頁(yè)圖2-9所示：圖2-9一面顯示電路2.5整機(jī)工作原理通過(guò)對(duì)主控芯片STC125A60S2進(jìn)行編程，采用74HC595移位暫存的方法，來(lái)分別把每一面64個(gè)LED燈的亮滅信息存到這個(gè)上面，然后由輸出引腳控制每一面的64個(gè)LED燈；而每層燈的陰極全連接在一起接入U(xiǎn)LN2803，由ULN2803來(lái)驅(qū)動(dòng)每一層LED燈。通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，512個(gè)LED燈每一個(gè)都有單獨(dú)的位置編碼，每個(gè)LED燈的亮滅就可以由自由地控制；從而實(shí)現(xiàn)我們所需要顯示的圖象。第三章軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實(shí)現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。程序的編寫需要借助軟件編輯器；程序是使單片機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)行，它是單片機(jī)系統(tǒng)程序的框架；在系統(tǒng)上電后，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。軟件設(shè)計(jì)包括按鍵程序、主程序、顯示程序三大部分，軟件功能結(jié)構(gòu)框圖如3-1所示。主程序通過(guò)調(diào)用按鍵查詢程序來(lái)判斷待顯示的圖案與花樣，主程序則調(diào)用相對(duì)應(yīng)的顯示程序送到控制端口。主程序主程序顯示程序按鍵程序圖3-1軟件功能結(jié)構(gòu)框圖3.1主程序的設(shè)計(jì)本光立方系統(tǒng)軟件采用C語(yǔ)言編寫，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)程序。首先分析程序所要實(shí)現(xiàn)的功能，程序要實(shí)現(xiàn)可靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示、三維立體顯示。通過(guò)按鍵控制程序選擇不同的顯示程序進(jìn)行顯示。本系統(tǒng)設(shè)置有三個(gè)獨(dú)立按鍵，分別是P3.2，P3.3，P3.4，3個(gè)按鍵分別控制三種不同的動(dòng)畫顯示模式；為了增加炫目的效果，本光立方在四個(gè)底座設(shè)得有四個(gè)呼吸燈。主程序流程圖如下頁(yè)圖3-2所示：圖3-2主程序流程圖程序開(kāi)始時(shí)首先必須對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化設(shè)置，其中初始化設(shè)置的容包括：中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)定，中斷初始化，定時(shí)器初始化，串行通信時(shí)通信方式的選擇和波特率的設(shè)定，各I/O口功能的設(shè)定等。3.2顯示程序的設(shè)計(jì)顯示程序的設(shè)計(jì)是整個(gè)光立方系統(tǒng)顯示的核心思想，它包括LED的數(shù)據(jù)傳送思路和掃描方式的選擇。3.2.1LED顯示的數(shù)據(jù)傳送動(dòng)態(tài)掃描顯示是把整個(gè)光立方分成若干部分，每一幅畫面顯示過(guò)程是顯示完一部分后，又顯示第二部分，直到顯示完最后一部分又重新開(kāi)始顯示第一部分，重復(fù)循環(huán)進(jìn)行。在重復(fù)掃描速度足夠快的情況下，我們看到的就是一幅穩(wěn)定的靜態(tài)畫面。也就是說(shuō)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示需要不斷進(jìn)行畫面的刷新。動(dòng)態(tài)掃描分為行掃描和列掃描，兩種方式區(qū)別在于選通端和數(shù)據(jù)輸入端分別是行還是列。先選通列然后再?gòu)男兴腿雽?duì)應(yīng)列的數(shù)據(jù)，這樣從第1列到第8列循環(huán)往復(fù)，只要切換的速度足夠的快利用人眼的延時(shí)特性就可以看見(jiàn)一幅穩(wěn)定的畫面，從而完成數(shù)據(jù)的傳送。3.2.2顯示程序的設(shè)計(jì)顯示采用的是掃描顯示方式，選通一列后按照列對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)第i列對(duì)應(yīng)的列數(shù)據(jù)為數(shù)組中的第i和第i+7個(gè)元素。將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)由低至高位依次從控制端口輸出顯示。向右邏輯移位所得結(jié)果通過(guò)單片機(jī)端口輸出到移位寄存器74HC595，然后輸出到LED燈的陽(yáng)極。如此依次循環(huán)選通各列來(lái)顯示所需畫面。動(dòng)態(tài)顯示程序流程圖如3-3所示。把顯示的數(shù)據(jù)送到P0口，相應(yīng)的移位寄存器接收數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)送到端口并存儲(chǔ)輸出顯示，接著把下一組數(shù)據(jù)送到P0口，改變片選移位寄存器的數(shù)據(jù)，送到相應(yīng)移位寄存器輸出顯示，直到把所有的數(shù)據(jù)局輸出傳送完畢后，顯示完成后，退出顯示程序，等待指令。輸出形式多種多樣，可以靜態(tài)輸出圖案，也可以動(dòng)態(tài)、左移、右移、循環(huán)等花樣顯示。圖3-3顯示程序流程圖3.3軟件調(diào)試單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的核心控制器，只有保證單片機(jī)的正常工作才能完成程序的運(yùn)行與顯示的控制。保證單片機(jī)最小系統(tǒng)能夠正常工作是前提。判斷辦法就是用萬(wàn)用表測(cè)量單片機(jī)時(shí)鐘引腳（18、19腳）的對(duì)地電壓，以正常工作的單片機(jī)用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量為例：18腳對(duì)地約2.24V，19腳對(duì)地約2.09V。對(duì)于懷疑是復(fù)位電路故障而不能正常工作的單片機(jī)也可以采用模擬復(fù)位的方法來(lái)判斷，單片機(jī)正常工作時(shí)第9腳對(duì)地電壓為零，可以用導(dǎo)線短時(shí)間和＋5V連接一下，模擬一下上電復(fù)位，如果單片機(jī)能正常工作了，說(shuō)明這個(gè)復(fù)位電路沒(méi)問(wèn)題。本設(shè)計(jì)功能很多，所以對(duì)于它的程序也較為復(fù)雜，所以在編寫程序和測(cè)試時(shí)出現(xiàn)了相對(duì)較多的問(wèn)題。如燒入程序后，LED顯示屏顯示閃動(dòng)，而且亮度不均勻。則要首先對(duì)測(cè)用的延時(shí)進(jìn)行逐漸修改，可以解決顯示閃動(dòng)問(wèn)題。其次，由于本作品使作動(dòng)態(tài)掃描方式顯示的數(shù)字，動(dòng)態(tài)掃描很快，人的肉眼是無(wú)法看出，但是測(cè)用的顯示程序時(shí)，如果不在返回時(shí)屏蔽掉最后的附值，則會(huì)出現(xiàn)很亮或殘影的現(xiàn)象，所以在顯示的后面加了屏蔽滅燈指令。本設(shè)計(jì)采用Keil軟件用來(lái)進(jìn)行編寫程序和程序的調(diào)試，它是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的。在使用Keil軟件時(shí)需要注意的是：在程序編譯的時(shí)候一定要記得輸出.hex文件，因?yàn)镾TC—ISP.exe只有.hex文件才能下進(jìn)單片機(jī)里去。由于本光立方設(shè)計(jì)程序比較多，為了便于對(duì)程序的修改和可移植性等要求，本光立方軟件設(shè)計(jì)使用C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程，其特點(diǎn)是C語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、使用方便、靈活，具有強(qiáng)大的圖形功能，C語(yǔ)言生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高等。第四章硬件焊接與調(diào)試硬件的焊接與調(diào)試是整個(gè)光立方設(shè)計(jì)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，它將驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否實(shí)現(xiàn)了所要完成的功能。這一章重點(diǎn)介紹PCB主板的焊接、LED燈的焊接與光立方的搭建方法、ISP軟件的使用以與整機(jī)的調(diào)試。4.1主板的焊接主板是整個(gè)光立方硬件中最為重要的主體，它不僅是電子元器件電氣連接的提供者，更是本光立方設(shè)計(jì)的載體，也關(guān)系到整個(gè)硬件設(shè)計(jì)的合理性和美觀；所以對(duì)它的制作和焊接尤為重要。4.1.1PCB板的制作PCB板的制作和主板的焊接一般包括印制底圖圖樣描繪、底圖掩膜層制作和蝕刻加工等三個(gè)環(huán)節(jié)。首先根據(jù)整機(jī)設(shè)計(jì)，采用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件中的Protel99SE進(jìn)行印制電路板底圖圖樣的設(shè)計(jì)。在軟件環(huán)境下繪制好底圖后，可用噴墨式或激光打印機(jī)將PCB板的設(shè)計(jì)圖樣打印出來(lái)，然后進(jìn)行制作。PCB板的制作一般分制作印制電路板、清洗與打孔和檢修三個(gè)環(huán)節(jié)。1、制作印制電路板利用所打印的PCB板圖樣、熱轉(zhuǎn)印紙和恒溫電熨斗完成制作。而熱轉(zhuǎn)印法制板的不足之處是：由于熱轉(zhuǎn)印紙局部缺陷等原因，會(huì)出現(xiàn)墨粉在熱轉(zhuǎn)印紙上局部附著不均勻等現(xiàn)象，對(duì)附著層太薄的地方，使抗腐蝕能力下降，影響PCB板的質(zhì)量。2、清除防護(hù)層對(duì)于腐蝕好的印制電路板，選用細(xì)砂紙將防護(hù)層打磨掉，并進(jìn)行清洗。3、打孔對(duì)清洗好的印制電路板，需要在焊盤和固定位置鉆孔后，才能進(jìn)行安裝。4、檢修對(duì)制作好的PCB板，要進(jìn)行嚴(yán)格檢查，判斷印制線間是否有短路、斷裂、脫落和起層問(wèn)題，與時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，可采用相應(yīng)的修理或補(bǔ)救措施，若有嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，需要重新制作。出于實(shí)際需要和美觀需要，本光立方設(shè)計(jì)使用的PCB板為軍工級(jí)A級(jí)黑漆雙面板，它與普通的PCB板相比具有耐高溫焊盤牢固可靠、抗壓力強(qiáng)不易變形等優(yōu)點(diǎn)；而且黑漆板更顯高貴和效果更炫目。4.1.2主板的焊接在焊接元件前，要做好準(zhǔn)備各項(xiàng)工作，清理與檢測(cè)好元件，再按電子工藝要求進(jìn)行元件焊接、剪引腳、清洗和檢查等。且安裝元件要遵循先小后大，先輕后重，先后外的原則采用手工烙鐵錫焊。單片機(jī)最小系統(tǒng)的焊接最小系統(tǒng)是單片機(jī)得以正常工作的前提，包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，在焊接時(shí)需注意電解電容的正負(fù)極，晶振要盡可能的靠近單片機(jī)的18、19引腳，而且對(duì)晶振的焊接要迅速，不能長(zhǎng)時(shí)間加熱，以免燒壞晶振。最小系統(tǒng)焊接實(shí)物如下圖4-1所示：圖4-1最小系統(tǒng)電源指示燈與按鍵的焊接在焊接之前要用萬(wàn)用表對(duì)指示燈和按鍵進(jìn)行好壞的測(cè)試。其焊接實(shí)物如圖4-1所示：圖4-2指示燈與按鍵插針與芯片插座的焊接在對(duì)插針和芯片插座進(jìn)行焊接前，先確定元件是臥裝還是立裝，并對(duì)引腳按照電子裝配工藝要求進(jìn)行成形處理，然后再實(shí)施焊接。本光立方設(shè)計(jì)的插針焊接在PCB板的正面用來(lái)承接LED燈，而芯片插座則焊接在PCB板的反面，不影響整個(gè)光立方的美觀，也易于插取芯片。在焊接完后，PCB板的正反面實(shí)物圖如下圖4-3所示：圖4-3PCB板的正反面值得注意的是在焊接完每個(gè)小模塊的電路時(shí)，都必須通電檢測(cè)一下每個(gè)模塊是否能正常的工作，必要時(shí)記錄一些數(shù)據(jù)，以便后面把每個(gè)模塊連接成一個(gè)整體時(shí)方便檢查和找故障。4.2LED光立方的搭建為了保持光立方整體的通透性、立體感，本光立方設(shè)計(jì)沒(méi)有設(shè)計(jì)額外的LED支架，所有搭接直接使用LED自身的管腳來(lái)完成。本光立方的搭建構(gòu)思是：由點(diǎn)到線、線到面、面到體的搭建方法。在LED光立方的搭建之前要把需要用到的相關(guān)工具與元件準(zhǔn)備好，比如鉗子、烙鐵、木板、電鉆等。在搭建前要對(duì)LED燈進(jìn)行折角和好壞的檢測(cè)。把LED的陰極水平折彎，陽(yáng)極垂直折彎，可借助尖嘴鉗來(lái)折角，這樣做的目的是便于把陰極焊接在一個(gè)水平上，讓陽(yáng)極擺出發(fā)光體一部，使其可以與其上下的LED進(jìn)行搭接。4.2.1由點(diǎn)到線首先制作一塊搭建用的木板如下頁(yè)圖4-4所示，木板上孔與孔直接的距離為22.86mm，必須與PCB電路板上的兩孔距離一致。將LED燈逐個(gè)安在板上，并對(duì)LED的腳進(jìn)行修正使陽(yáng)極引腳與陰極的夾角為直角。最后將8個(gè)LED的陰極焊接在一起構(gòu)成一束，如下頁(yè)圖4-5所示。這里需要注意的是：彎折陰極腳時(shí)彎曲處盡量靠近燈體不要留太長(zhǎng)，這樣焊接陽(yáng)極時(shí)才不容易造成短路。圖4-4搭建的木板圖4-5已焊接好的8個(gè)LED燈4.2.2由線到面進(jìn)行八次上述焊接后接下來(lái)就是將8束的LED焊接起來(lái)。在從點(diǎn)到線時(shí)是將所有LED的陰極連在一起，而這次則是將所有LED陽(yáng)極彎折并依次焊接在一起構(gòu)成一面，如圖4-6所示。注意：由于焊接過(guò)程中將產(chǎn)生靜電容易將LED燒壞，因此本項(xiàng)工作完成后請(qǐng)認(rèn)真檢查每個(gè)燈的好壞，可以用萬(wàn)用筆等工具檢測(cè)；同時(shí)檢測(cè)燈與燈之間有無(wú)虛焊的情況。圖4-6已焊接好的一面LED燈4.2.3由面到體最后一個(gè)步驟是將已焊好的8個(gè)面進(jìn)行焊接，其方法是將之前8個(gè)面上的陰極對(duì)應(yīng)位置依次焊接，最后每一層留出的一個(gè)陰極線與ULN2803的輸出端進(jìn)行連接，LED燈的64陽(yáng)極則與8個(gè)74HC595的數(shù)據(jù)輸出端依次連接，從而構(gòu)成一個(gè)完整的光立方體，如下頁(yè)圖4-7所示。圖4-7光立方整體圖4.3電腦端的ISP控制軟件STC-ISP是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì)STC系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。在使用時(shí)的操作步驟如下：Step1/步驟1：選擇你所使用的單片機(jī)型號(hào)，如STC12C5A60S2等Step2/步驟2：打開(kāi)文件，要燒錄用戶程序，必須調(diào)入用戶的程序代碼（*.bin,*.hex）Step3/步驟3：選擇電腦串行口。Step4/步驟4：選擇下次冷啟動(dòng)后，時(shí)鐘源為“部R/C振蕩器”還是“外部晶體或時(shí)鐘”（STC12系列單片機(jī)只有部R/C振蕩時(shí)鐘)Step5/步驟5：選擇“Download/下載”按鈕下載用戶的程序進(jìn)單片機(jī)部，可重復(fù)執(zhí)行電腦端操作如下頁(yè)圖4-8所示：圖4-8電腦端STC-ISP燒錄4.4整機(jī)調(diào)試與結(jié)果分析整機(jī)的元件焊接完成后，要使電路處理最佳工作狀態(tài)，需要對(duì)單元模塊電路和整個(gè)電路進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試與測(cè)試方案的選擇應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的儀器儀表?xiàng)l件來(lái)確定，比如萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、示波器、邏輯分析儀等。調(diào)試工作分調(diào)試前的準(zhǔn)備和調(diào)試操作兩步完成。1、調(diào)試準(zhǔn)備調(diào)試準(zhǔn)備指在調(diào)試前，對(duì)調(diào)試過(guò)程中所需要的儀器、設(shè)備、工具、元件和材料等進(jìn)行調(diào)配。2、調(diào)試操作電路調(diào)試的基本原則是：先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)，先局部，后整體。對(duì)于動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)調(diào)試，要從末級(jí)開(kāi)始，逐級(jí)向前級(jí)反復(fù)進(jìn)行，直到調(diào)準(zhǔn)為止。3、性能檢測(cè)該項(xiàng)工作在電路調(diào)試完成后進(jìn)行，通過(guò)測(cè)量相關(guān)技術(shù)指標(biāo)來(lái)主要了解電路是否達(dá)到技術(shù)要求。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于用到較多的LED燈，對(duì)于焊接和調(diào)試造成一定的難度，512個(gè)燈中只要有一個(gè)出問(wèn)題替換工作將是非常的麻煩，必須把八層的LED拆開(kāi)再取出壞的LED重新焊接。在對(duì)電路檢查時(shí)由于本設(shè)計(jì)電路版面較大，檢查起來(lái)并非易事。在本光立方整機(jī)調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。以下為主要的問(wèn)題與解決方案：1、在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)插上已燒入程序的單片機(jī)后對(duì)光立方主體起不到控制的作用。解決方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)猜測(cè)是單片機(jī)引腳沒(méi)起作用造成的。后來(lái)?yè)Q了塊單片機(jī)發(fā)現(xiàn)動(dòng)畫出來(lái)了，由此判斷是單片機(jī)燒壞造成。2、在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)插上已燒入程序的單片機(jī)后對(duì)光立方主體起不到控制的作用。解決方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)猜測(cè)是單片機(jī)引腳沒(méi)起作用造成的。后來(lái)?yè)Q了塊單片機(jī)發(fā)現(xiàn)動(dòng)畫出來(lái)了，由此判斷是單片機(jī)燒壞造成。3、由于電烙鐵工作時(shí)會(huì)有較小的靜電產(chǎn)生，很容易燒壞LED燈。解決方法：?jiǎn)栴}可能處在電烙鐵在工作過(guò)程中產(chǎn)生的靜電上，以下為減少靜電影響的方法：（1）、將烙鐵頭跟接地線相連，以泄放產(chǎn)生的靜電。（2）、如果烙鐵沒(méi)有接地線那就光腳才在地上也會(huì)降低靜電的影響。把八個(gè)燈歸為一組，焊完組個(gè)檢查，焊完64個(gè)整排再進(jìn)行檢查，把LED壞的概率降到最低。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它既是對(duì)學(xué)生在學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開(kāi)端。所以在此有必要對(duì)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)作一個(gè)系統(tǒng)的總結(jié)，說(shuō)一說(shuō)自己心的想法。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我選擇了實(shí)做的題目：基于單片機(jī)的光立方控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)達(dá)設(shè)計(jì)的預(yù)期要求：LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和簡(jiǎn)單的文字，而且顯示圖形和文字顯示穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我的一種鍛煉，也是對(duì)我大學(xué)年所學(xué)知識(shí)的綜合檢查。從開(kāi)始設(shè)計(jì)到設(shè)計(jì)的完成，我感覺(jué)收獲很多，不僅在理論上有了很大的升華，并且還在實(shí)踐中鍛煉了自己，使自己成長(zhǎng)了許多。本文首先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，給出了系統(tǒng)工作的整體框圖。在此基礎(chǔ)上，介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)用到的各個(gè)模塊的功能特性，并進(jìn)性了方案比較，選擇出了最優(yōu)越的方案。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在一些問(wèn)題：沒(méi)有考慮仿真軟件是一個(gè)理想的仿真環(huán)境，而實(shí)際連接的電路板與仿真現(xiàn)象有差異?？傮w來(lái)說(shuō)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)很成功，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。不僅學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的知識(shí)，提高了自己動(dòng)手動(dòng)腦的能力，豐富了創(chuàng)新和創(chuàng)造的思維。由于我在理論和實(shí)踐方面存在一定的不足，所以在設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)功能上難免有不足之處，請(qǐng)各位老師多多批評(píng)指正。設(shè)計(jì)結(jié)束了，但學(xué)習(xí)仍在繼續(xù)。從這次的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中，我真正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。我們電子專業(yè)的學(xué)習(xí)更是如此，不僅要有豐富的理論知識(shí)，還要有很強(qiáng)的動(dòng)手能力，只有理論與實(shí)踐并重，專業(yè)水平才能提高，這就是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的最大收獲。在今后的人生中，不斷對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行更新，進(jìn)行補(bǔ)充。參考文獻(xiàn)[1]建忠．單片機(jī)原理與應(yīng)用．：電子科技大學(xué)，2002[2]朱宇光．單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)教程．：電子工業(yè)，2000[3]守義．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)．：電子科技大學(xué)，2002[4]房小翠．單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)．：國(guó)防工業(yè)，1999[5]華．MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)．：電子工業(yè)，2000[6]全利．單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)．：高等教育，2006[7]盧彌堅(jiān)．主從分布式LED大屏幕顯示系統(tǒng)[J]．電腦與信息技術(shù)，1997[8]元生．LED光柱專用驅(qū)動(dòng)器[J]．家庭電子，2005，(04)：1-7.[9]關(guān)積珍，陸家和．我國(guó)LED顯示屏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展與展望現(xiàn)代顯示，2004[10]關(guān)積珍．LED顯示屏發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)[J]．世界電子元器件，2000[11]王東峰．單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例[M]．電子工業(yè)，2009[12]付曉光．單片機(jī)原理與使用技術(shù)[M]．清華大學(xué)，ISBN7-81082-169-5TP[13]瑞玲．單片機(jī)原理與應(yīng)用．西北工業(yè)大學(xué)2010年12月附錄1整機(jī)電路圖附錄2源程序#include<STC12C5A60S2.H>#include"key.h"#include"zimo.h"#include"hc595.h"#include<intrins.h>#include"flash.h"#include"fft.h"#defineanumP2#definelimit100sbitLED=P0^0;ucharcodetablew[]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};ucharG;ucharCOUNT=15,COUNT1=0,ADC_Count=0,LINE=15,G=0,T;voidsinter(void){IE=0x82;TCON|=0x01;TH0=0xc0;TL0=0;TR0=1; 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