3D8光立方制作目录一、摘要。
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1二、关键字。
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1三、引言。
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.2四、正文.。
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.2 （一）、主要元件介绍.。
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..31、STC12C5A60S2。
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32、74HC573..。
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33、ULN2803.。
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(4)（二）、工作原理。
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..5 1、驱动模块原理.。
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6（三)、元器件选择..。
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7(四）、制作、调试..。
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. (8)1、制作.。
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１92、调试..。
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11五、结束语。
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13六、参考文献....。
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12七、附录（程序）。
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13２光立方一、摘要:本设计采用8＊8*8 的模式，硬件主要分为三个模块：主控模块、驱动模块、显示模块。
采用的主控芯片为STC12C5A60S2 芯片,驱动电路是采用我们常用74HC573数字芯片。
数组 OUT［0］代表光立方从第一层 D0 到第八层 D0 的数据，以此类推数组 OUT［1] 代表光立方从第一层 D1 到第八层 D1 的数据。
本设计采用C语言编程，利用单片机控制LED的亮灭，采用延时控制LED亮灭时间，最终使得整个立体展现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂、绚丽多彩。
二、关键字：LED光立方，74HC573,STC12C5A60S2，ULN2803三、引言：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，这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首，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。
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,具有丰富的视觉效果。
四、正文（一）主要元件介绍：1、STC12C5A60S2STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8—12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)，针对电机控制，强干扰场合。
1)增强型8051 CPU,1T,单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统80512)工作电压：STC12C5A60S2系列工作电压：5.5V— 3。
3V（5V单片机）3)工作频率范围:0 - 35MHz，相当于普通8051的0~420MHz4)应用程序空间8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字节5)片上集成1280字节RAM6)外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断，并新增支持上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可由外部中断唤醒，INT0/P3。
2, INT1/P3.3，１T0/P3。
4,T1/P3.5，RxD/P3。
0，CCP0/P1。
3（也可通过寄存器设置到P4。
2 ）, CCP1/P1。
4 (也可通过寄存器设置到P4.3）.7)A/D转换, 10位精度ADC，共8路,转换速度可达250K/S(每秒钟25万次）8)通用全双工异步串行口(UART),由于STC12系列是高速的8051,可再用定时器或PCA软件实现多串口9)STC12C5A60S2系列有双串口，后缀有S2标志的才有双串口，RxD2/P1。
2(可通过寄存器设置到P4。
2），TxD2/P1.3（可通过寄存器设置到P4。
3)10)工作温度范围：-40 - +85℃（工业级) / 0 - 75℃(商业级）2、74HC57374HC573是八进制 3 态非反转透明锁存器。
器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和LS/ALSTTL输出兼容.当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的(也就是说输出同步）。
当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。
输出既不是高电平，也不是低电平，而是高阻抗的状态；在这种状态下,可以多个芯片并联输出,当输入的数据消失时，在芯片的输出端,数据仍然保持3、ULN2803ULN2803是八重达林顿管，1至 8脚为8路输入,18 到 11脚为8路输出。
驱动能力为 500MA \50V。
应用时9脚接地,10脚接负载电源V+,输入的电平信号为0或5V。
输入0是输出达林顿管截止,输入为5V电平时，输出达林顿饱和。
输出负载加在电源V+和输出口上，当输入为高电平时,输出负载工作，该电路为反向输出型，即输入低电平电压，输出端才能导通工作。
２（二）工作原理有8个8＊8点阵,再用8个引脚来当充当各个8*8点阵的“开关”。
只要将64个灯阳极连在一起，在连到这个引脚上.采用了hc573暂存的方法，来分别把64个灯的亮灭信息存到这个上面，然后再一起输出到灯上,573的64个输出引脚控制前面所述每一个面的64个灯；而每层灯的阴极全连接在一起接入uln2803，由uln2803控制的每一个层灯.通过单片机主控芯片STC12C5A60S2来控制所有灯的亮灭,从而控制P0、P1、P2实现控制X、Y、Z空间立体控制来显示我们所需要显示的现象。
图1 8层面图2 64个灯孔整个设计主要分为三个模块分别是主控模块、驱动模块、显示模块1、驱动模块原理３图3 74HC573驱动４图4 原理图uln2803的1～8脚接主控芯片的P1口(1~8脚)，数据由主控芯片P2口输入经过uln2803从11~18脚输出，实现通过uln2803来驱动每一层.每个573的2~9脚（数据输入)都连接在一起连接到主控芯片的P0口(32～39脚），数据从主控芯片P0口输送到573，573的1脚是3态输出使能输入（低电平）一般都与地相接，573的11脚（锁存使能输入)都连接在一起连接到主控芯片的P2口（21~28脚）作为锁存控制。
当573的11脚为高电平和2~9脚为高电平时，573的12~19脚(3态锁存输出）为高电平，驱动一竖面的灯亮,当11脚为高低平、2~9脚为低电平时，573的12～19脚则就为低电平，从而灯灭，当11脚为低电平时，2~9脚不管高低电平，12~19脚的输出不变.主控芯片通过573+uln2803来驱动控制哪竖面的哪一层的哪个灯的亮灭。
R1~R16是限流电阻。
（三)元器件选择1）由于光立方的程序量比较大,而且要求相对比较高，因此用 51 系列的增强型芯片 STC12C5A60S2，选择的理由：1。
无法解密，采用第六代加密技术； 2.超强抗干扰;3。
内部集成高可靠复位电路，外部复位可用可不用;4。
速度快,比 8051 快 8—12 倍。
2）由于灯的个数比较多,因此所需要的电流相对也比较大，所以选择ULN2803。
3）驱动部分使用了熟悉的74HC573，其优点有 1.高阻态，就是输出既不是高电平,也不是低电平，而是高阻抗的状态；在这种状态下，可以多个芯片并联输出；2.数据锁存;当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持；3。
数据缓冲、加强驱动能力。
4）LED 灯的选择,出于外观和整体的形状美观，采用的是雾状蓝光的 LED 灯 ,由于高亮灯比雾状灯刺眼，所以选择雾状灯.５图 5 雾状LED灯(四）制作、调试1）制作:1、我们首先完成的是驱动电路驱动电路由于线比较多电路比较复杂，所以我们有比较多的跳线，由八个74HC573组成的，如下图：图6 573驱动连接反面６图7 573驱动连接正面2、主控电路主控电路是最简单的电路，主要是最小系统,其中还有一个控制层的驱动芯片焊接在主控板上，如图所示:图8 最小系统3、显示模块首先我们用一块比较大万能板，在上面做了8*8个点的标志，间距为2mm然后把灯按统一形状掰好管脚.然后固定在在万能板上进行焊接，焊接完如下图：７图9 灯的焊接焊好的如图：每次焊完以后都要去检查测试每个灯是否会亮，很重要的步骤图 10把八个面做好以后就是把八个面一层一层的叠起来，在这里要注意的是必须用尺子量好各个角度的高度（我们做的间距为2厘米），必须使每一个面在同一水平面上,如下图所示:同样的每次焊完以后都要去检查测试每个灯是否会亮图11 8层灯显示部分反面，如下图:８图122）调试：主要是检查全部的灯是否正常工作：(1）程序烧写进单片机之后，发现有两列没有点亮，还好两列的都在边上，进而如果换灯也相对容易，我们用排除法来检查电路，首先是检查灯的线路是否虚焊，断路，果真有一列的是断路了，把它接上后这一列也亮了。
(2)还剩下另外一列,我们用同样的方法来做,从驱动电路到显示的都没有问题，而且在输入那一列的电压也正常，我们就想不通了，是什么原因呢？我们怀疑是不是有灯坏了，我们又一个一个的检查了这一列灯，但是全部都会亮，经过很细心的检查，发现有一个灯的亮度和其他的灯亮度完全不同，相对比较暗，于是我们把它换了下来，接上另外一个,果然是哪个灯的问题,原来是由于这灯的阻抗很大，把那一列的电平都拉低了，使灯无法亮起来。
（3)在调试过程中，有一竖面的灯完全不亮，第一个想法是灯没有供电，检测供电电路法发现没有问题，于是我找到573这一部分，因为这一部分跳线较多且线路密集，逐一测量发现线头间短路了，从新焊接后测试,故障顺利排除。
（4）在调试过程中有几个灯一直不亮，用万用表欧姆档测量发现灯已经烧坏，拆下坏掉，但是有2个灯是存在虚焊问题，从新焊接后正常工作。
五、结束语经过这次的设计，让我们更明确了团队合作的要领和精神,更明白了焊接技术的重要性，也让我们对单片机编程的进一步了解，为了这次设计我们找了查找了很多资料，包括一些对该设计元件的作用、工作电压等资料的了解，感谢百度和Google公司.他们的搜索功能庞大、快捷又免费,让我们很方便地搜索到了我们所需要的设计资料和丰富的知识.此次毕业设计，是我大学学习中遇到过的时段最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。