摘要：随着人们生活水平的提高,“光立方”一词正引起人们关注,并逐渐渗透到人们生活的方方面面，如照明类LED光效、信息传播类LED光效、LED立体影像等。本文针对现代LED光效显示从平面向立体发展的趋势利用单片机及512个LED设计了一种用于立体灯光及3D显示的8*8*8LED光立方。首先介绍了光立方的工作原理，在此基础上讨论了主控模块、驱动模块、显示模块的设计方法。选择STC12C5A60S2单片机为核心控制器件，由八个八进制3态非反转透明锁存器74HC573扩展I/O口输出，选择ULN2803达林顿管为驱动电路器件。最后通过C语言编程实现了光立方静态和动态的图案显示。该设计的实现可用于户外景观照明、各种类型的大屏幕点缀、3D立体模拟等领域。60651

毕业论文关键词：光立方，锁存器74HC573，ULN2803达林顿管，单片机

Abstract：With the improvement of people's living standard, the phrase "Light Cube" is attracting our attention, and penetrating into all aspects of our lives gradually, such as light effects of illumination LED, information dissemination LED, and LED 3D images. An 8 * 8 * 8 LED light cube aimed at the trend of the modern LED light display development from flat to 3D is designed with SCM and 512 LED lights for stereoscopic lighting and 3D display in this paper. First of all, how the light cube works is introduced. What’s more, the design method of the main control module, drive module and display module is discussed. We select STC12C5A60S2 SCM as the core control device which is output by eight 3-state non-inverting octal transparent latch 74HC573 expansion I/O port, and ULN2803 Darlington as driving circuit device. Finally, the static and dynamic pattern display of Light Cube is realized through the C programming. The achievement of this design can be applied in outdoor landscape lighting, all types of large-screen embellishment, 3D simulation, and other fields.

Keywords：light cube,latch74HC573,ULN2803Darlington,SCM

1  绪论 4

1.1  国内外研究现状 4

1.2  设计的总体要求 5

1.3  论文的结构安排 6

2  系统总体设计 6

2.1  工作原理 6

2.2  各模块方案选择与论证 7

3  系统硬件电路设计与实现 11

3.1  单片机最小系统 11

3.2  驱动模块设计 12

3.3  扩展I/O口设计 13

3.4  显示模块设计 14

4  系统软件程序设计 16

4.1  主程序设计 16

4.2  显示程序设计 17

4.3  程序简介 18

5  系统调试及结果分析 20

5.1  硬件测试 20

5.2  软件测试 20

5.3  结果分析 21

结  论 23

参考文献 24

附录1电路原理图 25

附录2主程序清单 26

1  绪论

由于经济的高速发展，人们已经不满足平面效果的欣赏，3D立体的空间效果让人醉心不已，给人带来无与伦比的感官冲击。3D技术已经广泛的应用到我们的生活当中。在打印技术方面3D打印还不成熟，但这项技术在世界上已经产生了巨大的影响。就目前来看3D技术已经应用于军事、远程控制、海底科考、模拟分析等一系列的高端领域。现在科技越来越发达3D技术的成本也变得越来越低廉，以后3D立体影像电视也会进入普通家庭。在不久的将来3D技术还可以广泛应用于科考、医学、地下矿产开采，空中海上导航等领域。但是目前技术的发展，它还不能够完全的渗透到人们的生活当中，这样就激发很多爱好设计的人们对其不断地研究。因此，简单的3D设计就是控制发光二极管的点亮顺序，让整个LED立方体显示不同的图案，这种尝试将给未来的3D技术带来很大的突破。