8*8*8光立方體是利用二極管焊接成八行八列的八個(gè)工作面而構(gòu)成的一個(gè)立方體,利用單片機(jī)、行列控制芯片構(gòu)成相關(guān)硬件,利用軟件C語(yǔ)言編程,點(diǎn)陣顯示原理顯示出各種立體的不同形狀和字體,從而給人以視覺(jué)上的沖擊,美的效果。該立方體可以運(yùn)用到很多場(chǎng)合,作為裝飾作品出現(xiàn)在人們眼前。
STC12C5A60S2
目前學(xué)生運(yùn)用最多的單片機(jī)是89C5152、STC90系列、利用這些芯片可以構(gòu)成最小系統(tǒng),做成學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板供學(xué)生使用也是一種學(xué)習(xí)途徑。學(xué)生可以通過(guò)焊接調(diào)試、編譯程序?qū)崿F(xiàn)功能,讓學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)、從而提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維以及研發(fā)能力,只一綜合性的實(shí)訓(xùn)科目
STC12C5A60S2單片機(jī)是單時(shí)鐘機(jī)器周期(1T),是具有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代增強(qiáng)型8051單片機(jī),指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度卻快8-12倍。內(nèi)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),針對(duì)電機(jī)控制,強(qiáng)干擾場(chǎng)合。
傳統(tǒng)的龍片只會(huì)識(shí)別和處理數(shù)字信號(hào),而在實(shí)驗(yàn)中、實(shí)際運(yùn)用中卻常有模擬量的信息,因此該芯片自帶A D轉(zhuǎn)換器,增強(qiáng)了該芯片處理信息的能力。該芯片的A/D轉(zhuǎn)換功能是具有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)
74HC573
該芯片是八進(jìn)制三態(tài)非反轉(zhuǎn)D型鎖存器,共20個(gè)引腳,其中OE引腳為三態(tài)輸出使能輸入,低電平有效,DO到D7為數(shù)據(jù)輸入,Q0到Q7為E態(tài)鎖存數(shù)據(jù)輸出,LE為鎖存使能輸入,如果是多片連用,可以作為片選信號(hào)使用端,高電平有效。
ULN2803
ULN2803是一塊高電壓、大電流的八達(dá)林頓晶體管,且是低邏輯電平數(shù)字電路,即電路為反相輸出型,輸入低電平電壓,輸出端才有低電平輸出信號(hào)。
該芯片共有18個(gè)引腳。9腳接地,10腳接電源,芯片第1引腳至8引腳為信號(hào)輸入,11至18為信號(hào)輸出。
ULN2803的驅(qū)動(dòng)負(fù)載電流為500mA,驅(qū)動(dòng)電壓.50V。
硬件電路設(shè)計(jì)與工作原理
電路原理圖
該電路圖主要由單片機(jī)、74HC573、ULN2803三種芯片構(gòu)成,利用Protel軟件以及時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)符號(hào)繪制該原理圖。下圖顯示了部分原理圖,其中PI、P9分別代表了二極管行、列端口。
工作原理介紹
該立方體的制作采用STC12C5A60S2單片機(jī),8*8*8 立方體,有8個(gè)8*8 二極管工作面,因此采用8塊74HC573 (在原理圖中分別用U2-U9表示) 作為二極管面的選擇。在電路圖中用P1-P8顯示接[ 1的連接。每塊74HC573芯片11引腳作為二極管的八個(gè)工作面的片選信號(hào),信號(hào)輸入端D1-D8連接單片機(jī)的P1口,01-08信號(hào)輸出端連接已片選二極管工作面的行的選擇,也即八行二極管的陽(yáng)極。由于每個(gè)工作面采用共陰連接,UL.N2803芯片只需采用一塊,引腳B1-B8接到單片機(jī)P1口,信號(hào)輸出端C1-C8連接八面二極管工作面的陰極。具體硬件連接圖如下所示
軟件設(shè)計(jì)
利用Keil軟件通過(guò)C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)功能,還可以利用按鍵開(kāi)關(guān)擴(kuò)展功能,使之為音樂(lè)頻譜
通過(guò)學(xué)生親自設(shè)計(jì)畫圖、焊接與調(diào)試、編譯程序?qū)崿F(xiàn)功能,學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐技能會(huì)大幅提高,增強(qiáng)了他們的自信心、同時(shí)也提高了他們實(shí)際動(dòng)手能力。
基于STC12C5A60S2單片機(jī)的光立方設(shè)計(jì)
本次作品是要做出由512個(gè)LED燈組成的8*8*8正方體的LED光立方。通過(guò)燒入已經(jīng)編寫好的程序來(lái)控制LED燈的亮滅,以此顯示我們想要的圖案。主要也是為了把在學(xué)校學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用起來(lái),為了增加眼球,有多重的顯示方式:動(dòng)靜態(tài)結(jié)合。這次光立方的設(shè)計(jì)用的不是傳統(tǒng)的74HC154芯片而是stc12c5a60s2芯片,因?yàn)樗幸粋€(gè)最小的單片機(jī)系統(tǒng),也具有使系統(tǒng)的強(qiáng)大功能和驅(qū)動(dòng)效果,再者,從靜態(tài)到動(dòng)態(tài),從2D到3D的轉(zhuǎn)變,更具震撼力。本次作品主要有512個(gè)發(fā)光二級(jí)管組成,在制作過(guò)程中鍛煉自己的焊接能力。采用商家做好的PCB板。使設(shè)計(jì)的線路更加明顯。
所需工具與材料:
光立方印制電路板
3mm藍(lán)色長(zhǎng)腳霧面LED燈
圓孔插座
180歐姆1/4w電阻
貼片74HC573
貼片ULN2803
stc12c5a60s2單片機(jī)用的插排
晶振
微動(dòng)開(kāi)關(guān)
自鎖開(kāi)關(guān)
音頻輸入口
5mm藍(lán)色霧狀LED
電烙鐵、松香、鑷子、尖嘴鉗、吸管、焊錫等。
評(píng)論
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