作者：河南工業(yè)大學(xué) 李子 劉洋 王昊

指導(dǎo)教師：呂宗旺

作品簡介

本作品以單片機(jī)開發(fā)板為基礎(chǔ)平臺，以STC15F2K61S2芯片為控制中心，利用設(shè)計(jì)制做的LED立方點(diǎn)陣為顯示對象。具體作品如下圖

1.1 開發(fā)背景

現(xiàn)代社會(huì)中利用LED進(jìn)行顯示開發(fā)的應(yīng)用越來越多，小到商店的門牌顯示，大到整個(gè)建筑外表的燈光裝飾。以LED為基礎(chǔ)顯示器件，利用程序控制其整體顯示的方式更具有可操控性，可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方式靈活改變顯示的內(nèi)容。尤其是現(xiàn)在的顯示平臺多以二維平面的LED顯示較多，我們的光立方8*8*8立方點(diǎn)陣是以LED為顯示基礎(chǔ)，利用自己設(shè)計(jì)的焊接串聯(lián)方式構(gòu)成一個(gè)3D的顯示部分，用STC15F2K61S2芯片為控制中心，按照我們所編寫的程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。具有普通顯示模塊無法進(jìn)行3D顯示的優(yōu)勢，由于可操作性強(qiáng)，可以按照自己設(shè)定的顯示程序進(jìn)行改變，應(yīng)用方面也比較廣。同時(shí)作品的開發(fā)平臺可擴(kuò)展性較強(qiáng)，產(chǎn)品的開發(fā)擴(kuò)展也比較有潛力。

1.2 結(jié)構(gòu)說明

本作品分為兩個(gè)模塊，一個(gè)是顯示模塊，另一個(gè)是驅(qū)動(dòng)模塊。

顯示模塊為作品的主要構(gòu)成，我們的512個(gè)方體LED燈用分部焊接的方式進(jìn)行連接，構(gòu)成一個(gè)長8、寬8、高8的立方體。每兩個(gè)LED燈的間距為2cm，底板用萬用板進(jìn)行固定和排線。具體如【圖1】

?

作品的控制模塊用單片機(jī)開發(fā)板為控制平臺，以排線和鎖存器連接為控制途徑，使得我們在單片機(jī)上編寫的程序可以通過排線來控制512個(gè)LED燈的亮與滅，從而達(dá)到我們預(yù)期的顯示效果。

?

1.3 功能與使用說明

功能：本作品主要進(jìn)行LED燈的3D顯示，具體可使用于3D動(dòng)畫、文字和一些字符圖形的顯示，同時(shí)也可根據(jù)所編寫程序的不同進(jìn)行其他的一些視覺顯示。

使用說明：作品的程序經(jīng)過電腦編寫利用已有的單片機(jī)開發(fā)板進(jìn)行端口下載，燒制在芯片上然后經(jīng)由驅(qū)動(dòng)進(jìn)行各個(gè)LED燈的顯示控制。整個(gè)作品使用5V直流電源進(jìn)行供電，為LED燈的顯示部分以及芯片的控制部分供電。

平臺選型說明

?

設(shè)計(jì)說明

2.1 原理圖

因未找到適合AD10封裝的單片機(jī)芯片，所以采用89C51芯片代替。原理圖只表示引腳連接方式。

?

2.2 設(shè)計(jì)原理

把LED焊接成八個(gè)面，每個(gè)面有64個(gè)。每個(gè)面用74HC573鎖存器控制陽極，陰極由ULN2803控制是否導(dǎo)通。再用單片機(jī)P0口控制8個(gè)74HC573鎖存器的輸出使能端，P3口控制ULN2803的輸入引腳。這樣可以做到控制所有八個(gè)面512個(gè)燈泡的點(diǎn)亮。

本項(xiàng)目程序通過單片機(jī)C語言編寫，由于有八個(gè)面，每個(gè)面又有八列八行，所以定義動(dòng)畫的顯示數(shù)據(jù)通過數(shù)組二維code[8][8]來儲(chǔ)存，數(shù)組中元素都是二位十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，例如0xFF。通過主程序負(fù)責(zé)調(diào)用顯示不同的動(dòng)畫模塊，中斷程序負(fù)責(zé)掃描顯示。

?

2.3 設(shè)計(jì)方案

把8*8*8=512個(gè)LED燈泡分成八組，每組8*8個(gè)，并對每行每列進(jìn)行鏈接，要求陽極引腳共陽，陰極引腳共陰。共留出八個(gè)共陰端和八個(gè)共陽端。然后將每個(gè)面的八個(gè)陽極端口與74HC573鎖存器的八個(gè)輸出端相連接。這樣，LED燈面的陽極端就受74HC573控制了。然后再把八個(gè)面每一層LED的陰極連到一起，并將得出的8個(gè)陰極與ULN2803輸出端相連，這樣陰極就受ULN2803控制了。

在焊接過程中，我們?yōu)榱吮ＷC每兩個(gè)LED燈泡的間距相等，我們在萬能板上每相間等間距的點(diǎn)焊接了排針以提供位置參考。如下【圖4】所示：

?

為了節(jié)省線材，我們簡化了排線方案，并進(jìn)行了精細(xì)的焊接工作，如【圖5】、【圖6】是我們的焊接線路板的背面。

作品特色

3.1 先進(jìn)性

本作品的先進(jìn)性在于我們的顯示技術(shù)是其他顯示設(shè)備所無法比擬的，我們的是3D的顯示效果，可以立體的顯示某些特定的動(dòng)畫和文字。再經(jīng)過擴(kuò)展和實(shí)用的改進(jìn)之后會(huì)更具有使用價(jià)值，現(xiàn)在的人們在生活中的往往是追求更具有立體感的視覺效果。就像現(xiàn)在的3D電影、3D游戲一樣。我們的動(dòng)態(tài)顯示也是3D的，一些平面顯示所無法產(chǎn)生的效果都可以通過重新在電腦端編程從而在立方點(diǎn)陣中進(jìn)行立體顯示。立方點(diǎn)陣的顯示是由芯片進(jìn)行控制的，如果想進(jìn)行顯示擴(kuò)展，可以通過單片機(jī)進(jìn)行程序改寫從而到達(dá)顯示目的，改動(dòng)起來也非常的方便。

3.2 實(shí)用性

LED光立方點(diǎn)陣就是用來進(jìn)行顯示的，我們在電腦端進(jìn)行一個(gè)顯示控制程序的編寫，通過單片機(jī)下載到芯片上，然后控制立方點(diǎn)陣的各點(diǎn)顯示。就像我們現(xiàn)在所編寫的一部分程序，我們可以看到光立方體顯示出的一些動(dòng)畫，比如一些特殊文字和字符的產(chǎn)生，圖形的動(dòng)態(tài)堆積和轉(zhuǎn)換，畫面的切換和跳動(dòng)。我們的作品只是一個(gè)簡單的燈光效果展示，試想一下如果將立方體進(jìn)行擴(kuò)展，由8*8*8換成更大的立方體，顯示的效果會(huì)更好?？梢杂糜谝恍﹦?dòng)畫的欣賞，廣告的播放以及一些比較高端的視覺裝飾上面。

3.3 創(chuàng)新性

我們的作品在創(chuàng)新上同樣也有亮點(diǎn)，在顯示部分上的一些焊接方式以及組裝方式，還有就是在控制方式上我們利用單片機(jī)進(jìn)行控制，可以進(jìn)行自動(dòng)的按照預(yù)定的程序進(jìn)行播放，同時(shí)還可以人為的操作進(jìn)行一些顯示的控制。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的8乘8led点阵显示数字_光立方8乘8乘8立体点阵的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。