摘 要：本篇毕业设计介绍了一种应用广泛的三维立体显示系统光立方的设计及搭建过程，以STC12C5A60S2为控制核心，用74HC595扩展单片机的I / O端口，将设计所需的512个LED红绿蓝雾灯的阴极共同连接起来，形成一个长宽高大概15厘米*15厘米*21厘米立方体显示系统。论文对本次设计的意义和应用进行了介绍，对各模块可选择方案进行了筛选，列出了设计过程中可能遇到的问题及实际问题，并对这些问题提出了优化解决方案。83658

关键词：光立方；74HC595；单片机；ULN2803；LED

    Light Cube Based on Single Chip Micro Computer

Abstract: This graduation introduces a widely used three-dimensional display system light cube design and build process to STC12C5A60S2 as the control center with 74HC595 extended I / O ports, the design required 512 LED RGB fog lamps cathodes connected in common to form a length and breadth about 15 cm * 15 cm * 21 cm cube display systems。 Articles on the meaning and application of this design were introduced, each module can select programs were screened list issues and practical problems that may be encountered in the design process, and optimize the proposed solutions to these problems。 

Key Words: Light cube; 74HC595; STC12C5A60S2; ULN2803; LED

引言

“光立方”应用广泛，利用光立方的原理可以设计出很多立体的显示屏。可以通过改变控制程序而达到不同的动画显示效果，这一特性赋予光立方很强的娱乐性。光立方控制系统与各模块协调配合，编写不同的光立方程序，控制光立方显示出不同动画效果，使得光立方制作具有很强的学习性。光立方广泛应用在生活中的各方面，大到建筑，小到生日礼物无不体现出光立方在现代显示行业中的优势地位。

1。 课题研究的基本情况

1。1 课题研究的意义

传统的显示系统一般以二维平面显示为主，而本次设计的光立方为三维立体显示，显示效果更加逼真绚丽，更能给人以强烈的视觉冲击。由于本次设计所需程序复杂，对单片机要求较高。不仅要满足存储程序，使光立方显示不同效果，而且需要接收音乐频率控制光立方显示动画的频率。传统的单片机89C51性能有限，存储空间不能满足本次设计，需要用性能更加优秀的STC12C5A60S2替代，这款单片机可以满足存储空间要求，运行速度快使得光立方显示更加流畅[10]。在设计线路布局过程中会着力简化电路，相比传统光立方更加美观，以解决焊接过程中存在的静电及短路问题。此次设计对光立方在实际中应用具有积极作用。

1。2 课题研究的内容与结构

本文主要模块如下：

STC单片机控制模块： 选用功能强大的STC12C5A60S2单片机。

驱动电路模块：采用可以提供强大电流的ULN2803达林顿管，用以驱动强大的电流负载

立体的显示模块：通过改变单片机程序来控制光立方显示系统显示出不同的画面。

本文的结构安排如下：

第二章：课题总体设计，讨论不同方案的优缺点，对比选出最佳方案，叙述系统原理。

第三章：硬件电路的设计与实现，介绍硬件电路的排版布局，对各部分功能及使用规则进行说明。详述搭建过程及过程中遇到的问题，提出解决方案。

第四章：光立方软件系统的设计及说明

第五章：成品测试及问题分析。

第六章：总结本次设计，从准备到搭建成功的心得体会。

1。3 光立方功能要求简介

本次设计除了达到显示不同动画效果外，还增加了音频模式，上位机模式，以及白天夜晚模式。开机切换到音频模式后，系统音频输入口外接音乐播放器，音频输出口外接音响，单片机接收音乐频率来控制光立方动画变换的频率，给人一种强烈的节奏感。切换到上位机模式后，通过下载器连接电脑与光立方，选择不同的动画模式，通过光立方来显示所选的动画效果。在不同照明情况下可以切换白天，夜晚模式，从而改变光立方显示的亮暗。