學(xué)期項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告光立方樣本

微控制器應(yīng)用實(shí)訓(xùn)學(xué)期項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告完畢日期：12月17日目錄1 摘要 32 緒論 43 光立方項(xiàng)目方案 53.1 硬件： 53.2 光立方點(diǎn)陣某些，環(huán)節(jié)： 53.3 焊接注意事項(xiàng)： 6焊好led點(diǎn)陣插到PCB板上用上位機(jī)led全亮指令，測(cè)試。 63.4 軟件： 63.5 整體框圖 64 系統(tǒng)硬件 74.1 CPU： 74.2 LED燈： 74.3 PCB板： 74.4 Arduion板： 84.5 ArduinounoR3板： 84.6 縮小版uno控制模塊： 94.7 通信合同模塊： 105 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 115.1 上位機(jī)： 115.2 lededit控制軟件: 115.3 ledgameserver游戲控制軟件: 125.4 arduino編程軟件： 126 整體性測(cè)試及所遇問題 136.1 整體搭建完畢后來測(cè)試 136.2 調(diào)試中遇到問題 137 設(shè)計(jì)總結(jié) 148 致謝 159 參照文獻(xiàn) 1610 附錄 1710.1 設(shè)計(jì)實(shí)物圖效果圖 1710.2 程序清單 1810.3 電路圖 26摘要本設(shè)計(jì)制作出一種三維立體顯示圖案lED光立方。本產(chǎn)品不但可以像發(fā)光二極管點(diǎn)陣同樣顯示平面靜態(tài)或動(dòng)態(tài)畫面，還可以顯示立體靜態(tài)或動(dòng)態(tài)畫面，打破了老式平面顯示方案。同步又增長(zhǎng)了顯示花樣和立體圖案顯示效果，可以廣泛用于傳媒信息顯示和各種裝飾顯示，為將來顯示技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展指引了方向，光立方顯示比發(fā)光二極管點(diǎn)陣更具備視覺效果，并且畫面圖案更加豐富多彩。本設(shè)計(jì)是用采為核心控制器，ATMga32PU擴(kuò)展I/O口，完畢硬件電路設(shè)計(jì)。通過軟件編程控制數(shù)據(jù)下載到單片機(jī)完畢設(shè)計(jì)圖案顯示。軟件采用自上而下模塊化設(shè)計(jì)思想，使系統(tǒng)朝著分布式、小型化方向發(fā)展，增強(qiáng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性和運(yùn)營穩(wěn)定性。咱們光立方重要功能是在整體上實(shí)現(xiàn)畫面立體顯示，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)3D顯示效果，同步可以依照規(guī)定變化程序數(shù)組某些就可實(shí)現(xiàn)畫面自主定義，也可自己寫更多美輪美奐圖形。即可顯示出咱們想要3維立體圖形，字母，數(shù)字，也可實(shí)現(xiàn)圖形字母數(shù)字來回變換，移動(dòng)和交替變換，達(dá)到不間斷變換效果。緒論中華人民共和國LED等從上個(gè)世紀(jì)90年代初開始起步，之后都處在迅速發(fā)展中，、為發(fā)展最快兩年。時(shí)至今日，LED顯示屏已應(yīng)用于各行各業(yè)中，當(dāng)前就讓咱們來說說中華人民共和國LED顯示屏行業(yè)風(fēng)風(fēng)雨雨走過20載。當(dāng)前中華人民共和國LED顯示屏產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不不大于市場(chǎng)需求，產(chǎn)能過剩明顯。增長(zhǎng)放緩也導(dǎo)致了當(dāng)前LED顯示屏行業(yè)僧多粥少局面。價(jià)格將成為推動(dòng)LED顯示屏市場(chǎng)迅速發(fā)展第一要素。當(dāng)前LED顯示屏行業(yè)大打價(jià)格戰(zhàn)，毛利率進(jìn)一步下降同步也削弱了廠商自身賺錢能力。當(dāng)前LED顯示屏產(chǎn)業(yè)細(xì)分化限度非常高，不但配件材料供應(yīng)格局穩(wěn)定，同步各項(xiàng)配件材料毛利率也大幅減少。LED顯示屏是由各種配件材料組裝而成，重要技術(shù)集中在LED燈珠、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)IC、驅(qū)動(dòng)電源四個(gè)方面。對(duì)絕大多數(shù)LED顯示屏廠商而言，并不擁有絕大某些核心技術(shù)以及專利。因而，LED顯示屏廠商很難通過技術(shù)革新實(shí)現(xiàn)迅速發(fā)展，更多依托穩(wěn)定渠道或工程項(xiàng)目。從當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r來看，渠道商或工程項(xiàng)目都成了LED顯示屏廠商爭(zhēng)搶稀缺資源。有實(shí)力LED顯示屏廠商均有著穩(wěn)定渠道或者工程項(xiàng)目。由過億元LED顯示屏廠商所構(gòu)成上層格局已經(jīng)形成，新進(jìn)廠商想要打開渠道不但難度大，代價(jià)也很大。光立方項(xiàng)目方案由于剛接觸Arduino，對(duì)它結(jié)識(shí)還只是皮毛。學(xué)校安排微控制器實(shí)訓(xùn)，對(duì)我來說很有挑戰(zhàn)，我也很感興趣，我想到了做光立方，由于對(duì)著方面理解太少，因此我買套件（圣源淘寶買），PCB板算是成品，我能力暫時(shí)做不出來，請(qǐng)教師諒解!（pcb板只是焊上了芯片和貼片電阻）。本次所做光立方為8*8*8為3d8s光立方，大體簡(jiǎn)介如下：硬件：光立方驅(qū)動(dòng)板(PCB板），Arduino主控板（也可用咱們上課用Arduinouno板！），USB數(shù)據(jù)線，512個(gè)3mm霧面藍(lán)色led，此外用四個(gè)led做驅(qū)動(dòng)板墊腳！。硬件上重點(diǎn)是512個(gè)led焊接！焊接辦法大體如下：

1.需要自制一種led搭接板，尺寸為22.86*22.86，分為六十四個(gè)格，點(diǎn)與點(diǎn)間距為2.9。光立方點(diǎn)陣某些，環(huán)節(jié)：（1）先把512個(gè)LED，負(fù)級(jí)所有彎成90度(2）擺到搭建模版上，進(jìn)行負(fù)極與負(fù)極間焊接，一共是8列。(3)歪曲正極90度，進(jìn)焊接，一共7列。（此為一層，此焊法，共焊8層?。┖附幼⒁馐马?xiàng)：焊好led點(diǎn)陣插到PCB板上用上位機(jī)led全亮指令，測(cè)試。軟件：用Arduino編程軟件編程，也可運(yùn)用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)LED焊接，把2個(gè)LED負(fù)極焊接在一起（注意焊接時(shí)候速度要快，要否則溫度會(huì)損害LED.尚有就是LED負(fù)極不要遇到正極）。彎曲正極，要和負(fù)極間有一定距離。所有正極彎曲成90度，至于負(fù)極上層。注意！只要彎曲7列就可以了，最后一列不用彎曲。（最后用來連接層用）測(cè)試led點(diǎn)陣，用上位機(jī)測(cè)試，將led變幻（此辦法不需要編程）。整體框圖系統(tǒng)硬件CPU：微解決器英文縮寫是CPU，即中央解決單元，是計(jì)算機(jī)核心某些，計(jì)算機(jī)完畢每一件工作，都是在它指揮和干預(yù)下完畢。計(jì)算機(jī)配備CPU型號(hào)事實(shí)上代表著計(jì)算機(jī)基本性能水平LED燈：即發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，它是運(yùn)用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中載流子發(fā)生復(fù)合引起光子發(fā)射而產(chǎn)生光。LED可以直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色光。本項(xiàng)目所需是藍(lán)色LED燈。PCB板：就是印刷電路板（Printedcircuitboard，PCB）。它幾乎會(huì)出當(dāng)前每一種電子設(shè)備當(dāng)中。如果在某樣設(shè)備中有電子零件，它們都是鑲在大小各異PCB上。除了固定各種小零件外，PCB重要功能是提供上頭各項(xiàng)零件互相電氣連接。隨著電子設(shè)備越來越復(fù)雜，需要零件自然越來越多，PCB上頭線路與零件也越來越密集了。裸板（上頭沒有零件）也常被稱為"印刷線路板PrintedWiringBoard（PWB）"。板子自身基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲材質(zhì)所制作成。在表面可以看到細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上，而在制造過程中部份被蝕刻處掉，留下來某些就是變成網(wǎng)狀細(xì)小線路了。這些路被稱作導(dǎo)線（conductorpartern）或稱布線，并用來提供PCB上零線電路連接。普通PCB顏色都是綠色或棕色，這是阻焊漆（soldermask）顏色。是絕緣防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不對(duì)的地方。在阻焊層上還會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silkscrccn）。普通在這上面會(huì)印上文字符號(hào)（大多是白色），以標(biāo)示出各零件在板子上位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面（legend）。Arduion板：Arduino是一塊基于開放源代碼USB接口Simplei/o接口板（涉及12通道數(shù)字GPIO，4通道PWM輸出，6-8通道10bitADC輸入通道），并且具備使用類似Java,C語言IDE集成開發(fā)環(huán)境。ArduinounoR3板：ArduinoUND是ArduinoUSB接口系列最新版本，作為Arduino平臺(tái)參照原則模板。UND解決器核心是ATmega328，同步具備14路數(shù)字輸入/（其中6路可作為PWM輸出），一種16MHZ晶體振蕩器，USB口，一種電源插座，一種ICSPheader和一種復(fù)位按鍵。4.6縮小版uno控制模塊：基于arduinouno模塊下縮小版控制模塊4.7通信合同模塊：基于arduinouno模塊下縮小版控制模塊，此模塊已寫入通信合同，切不可寫入任何程序！作為用電腦端控制軟件空中間傳播條件！系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)、lededit控制軟件，ledgameserver游戲控制軟件。本次所用三個(gè)軟件必要在通信合同模塊配合才干使用上位機(jī)：lededit控制軟件:ledgameserver游戲控制軟件:arduino編程軟件：整體性測(cè)試及所遇問題整體搭建完畢后來測(cè)試1整體搭接完畢后來，在通信模塊配合之下，通過電腦用上位機(jī)軟件，進(jìn)行整體測(cè)試。2用上位機(jī)軟件測(cè)試以便快捷，如果搭接有問題，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)糾正。3測(cè)試完畢后來就可以運(yùn)用控制模塊進(jìn)行動(dòng)畫效果顯示調(diào)試中遇到問題1.焊接時(shí)候烙鐵溫度調(diào)太高，溫度過高，導(dǎo)致二極管阻抗變化，因此浮現(xiàn)了問題，用表量了一下被燒穿了，總共換下了20各種壞掉LED燈。2.點(diǎn)亮LED時(shí)，第四行一豎排都不亮，第二行一豎排只有兩個(gè)亮，第二豎排是由于焊接不牢斷開了，第四排是驅(qū)動(dòng)模塊引腳虛焊。3.在運(yùn)用外接arduinouno板控制時(shí)，浮現(xiàn)無法控制現(xiàn)象，解決辦法為，去掉通信模塊，單獨(dú)控制。4.運(yùn)用電腦軟件和通信模塊控制時(shí)，浮現(xiàn)頻閃現(xiàn)象，經(jīng)檢查為通信模塊受損所致。5.由于焊接因素和各模塊之間頻繁切換，導(dǎo)致光立方點(diǎn)陣燈浮現(xiàn)受損現(xiàn)象，經(jīng)更換效果正常7設(shè)計(jì)總結(jié)今年咱們開課程與后來工作有著緊密關(guān)聯(lián)，這一學(xué)期咱們進(jìn)行了為期兩周單片機(jī)實(shí)訓(xùn)，它是對(duì)咱們所學(xué)知識(shí)全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，有為此后走向社會(huì)實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一種良好開端。這次實(shí)訓(xùn)咱們組選取實(shí)訓(xùn)選題是：LED光立方景觀燈，基于單片機(jī)8*8*8光立方設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)預(yù)期規(guī)定：LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充分，可顯示或圖形和簡(jiǎn)樸文字、數(shù)字，并且顯示圖形、文字、數(shù)字顯示穩(wěn)定、清晰無干擾。圖形、文字、數(shù)字顯示有靜止、移入、移出等顯示方式。為了完畢這些預(yù)期規(guī)定，我查閱了諸多資料，不斷向教師、同窗請(qǐng)教，以保證設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)完整，能實(shí)現(xiàn)最完美系統(tǒng)功能。通過這幾種月學(xué)習(xí)，咱們組吧Arduion板與光立方連接起來。沒有吧之前預(yù)想全都是實(shí)現(xiàn)，但是咱們已經(jīng)很努力了?？倎碚f這次實(shí)訓(xùn)完畢我以為很成功，不但學(xué)到了許多課本上學(xué)不到知識(shí)，提高了咱們動(dòng)手能力，512個(gè)LED等初期制作，讓咱們學(xué)會(huì)了仔細(xì)認(rèn)真有耐心完畢一件事，在焊接過程中咱們懂得了動(dòng)手能力重要性，在這次實(shí)訓(xùn)中豐富了咱們創(chuàng)新和創(chuàng)造思維。有點(diǎn)缺陷就是時(shí)間有限不能更加進(jìn)一步和擴(kuò)展學(xué)習(xí)和研究、對(duì)C語言理解不是很透徹，不能修改程序。本來想加上藍(lán)牙，可是加上了不會(huì)給連接好就放棄了，這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)經(jīng)歷讓我對(duì)Arduion單片機(jī)某些特性、性能，以及應(yīng)用及原理有了深刻理解，真正做到了學(xué)有所得、學(xué)有所用，可以說獲益匪淺。但是總來說，由于咱們英文水平有限，此前也沒接觸過C語言，更沒進(jìn)一步理解C語言，因此咱們單片機(jī)項(xiàng)目程序很難讀懂，導(dǎo)致這次項(xiàng)目程序沒有修改好，這是很大遺憾因此在設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)功能上難免有些局限性之處。實(shí)訓(xùn)雖然結(jié)束了，但是學(xué)習(xí)仍在繼續(xù)。從這次實(shí)訓(xùn)過程中，我真正意識(shí)到，在后來學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把咱們所學(xué)理論知識(shí)用到實(shí)