毕业论文 基于STC12C5A60S2单片机的LED光立方设计Word文档下载推荐.docx
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BasedonSTC12C5A60S2oftheLightCubeDesign
【Abstract】:
The8*8*8LEDcubeismadeof512LEDlights,namedLightCubewhich
usedSTC12C5A60S2asmaincontrolchip,ithas874HC573latchesextendedI/Oports,and
aULN2803chipasoutcontrol.ThroughprogrammingcontrolI/Oport,theLEDlight.8*8*8cubiclightforlightledswillformavarietyofgraphics,suchaslove
heart,numbers,rain,cubeandsoon.animation,cohesionisperfect,stereosenseis
dye-in-the-wood.Inaddition,wealsocanexternalaudioinput,throughtheADsampling,fastFouriertransformFFT,canletlightcubedisplayaudiospectrum.Afterthesystemtest,finallytomeetthedesignrequirements.
【Keywords】:
TheLightCubeSTC12C5A60S274HC573ULN2803
【摘要】.....................................................................................................................................1
【Abstract】...............................................................................................................................2
目录............................................................................................................................................2
第一章引言.................................................................................................................................1
1.1光立方的研究意义............................................................................................................1
1.2发展历程和现状................................................................................................................1
1.3光立方的功能和特点........................................................................................................1
1.4光立体的优越性以及主要应用.........................................................................................2第二章控制模块设计...................................................................................................................3
2.1系统总框图......................................................................................................................3
2.2总体方案的选择...............................................................................................................3
2.2.1主控芯片................................................................................................................3
2
2.2.2电源选择................................................................................................................4
2.3元件选择................................................................................................................42.
第三章光立方显示部分概述.........................................................................................................7
3.1光立方的制作..................................................................................................................7
3.1.1光立方的原理.........................................................................................................7
3.1.2LED灯的选用......................................................................................................7
3.1.3LED灯的焊接.........................................................................................................9
3.2显示部分检测..................................................................................................................10第四章硬件设计.........................................................................................................................13
4.1最小系统.........................................................................................................................13
4.2按键模块........................................................................................................................13
4.3功放模块.........................................................................................................................14
4.3.1功放原理图...........................................................................................................14
4.4呼吸指示灯......................................................................................................................15
4.5竖排控制电路.................................................................................................................15
4.6光立方层控制电路..........................................................................................................16
4.7硬件电路焊接.................................................................................................................17
4.8元件清单...........................................................................................错误~未定义书签。
第五章系统软件设计..................................................................................................................19
5.1软件设计总体思路..........................................................................................................19
5.1.1程序设计框图........................................................................................................19
5.1.2显示程序设计........................................................................................................20
图5-3伸缩动画流程图................................................................................................21
5.1.3音频信号频谱分析.................................................................................................22第六章系统调试与测试结果........................................................................................................24
6.1软件调试........................................................................................................................24
6.2光立方初步调试..............................................................................................................25
6.2.1检查电源...............................................................................................................25
6.3光立方最终调试..............................................................................................................26
6.4光立方测试遇到的问题...................................................................................................26结论............................................................................................................................................27
致谢语.........................................................................................................................................28
参考文献.....................................................................................................................................29
附录............................................................................................................................................30
附录1:
实物图.....................................................................................................................30
附录2:
系统总原理图..........................................................................................................31
附录3:
呼吸灯PCB.............................................................................................................32
附录4:
光立方主程序..........................................................................................................32
3
4
第一章引言
本章简要介绍了光立方的研究意义、发展和现状,以及所设计光立方的功能特点,光立方的优越性,并依此提出了本论文研究的主要内容。
1.1光立方的研究意义
LED点阵显示屏已经应用到了我们生活中的方方面面,科技发展的脚步一直向前,3D电影给人带来了震撼的视觉体验,于是想设计出一种3D显示屏。
通过学习《单片机原理与应用(第二版)》一书,知道LED静态显示和动态显示,以及两种显示的控制方法。
LED点阵显示屏的特点有比数码管实用、便宜、亮度高等优点,而且做出来的LED显示很耐用。
具有亮度高、工作电压低、功耗低、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。
LED显示屏发展前景极为广阔,利用LED做成3D显示屏,3DLED显示不仅可以像LED点阵一样显示平面动态或静态图案,同时还可以立体显示动态或静态图案,打破了传统平面显示的方式。
更是给人不同视觉盛宴。
1.2发展历程和现状
二十一世纪将是平板显示的时代,基础材料产业化,使LED灯生产工艺更加完善,成本更低,应用加快发展。
LED产品性能的提高,使全彩显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到了比较理想的效果,完全可以满足各种相对复杂的坏境条件要求。
同时,由于全彩色显示屏价格性能比的优势,预计在未来几年中的发展中,全彩LED3D显示屏在户外广告媒体中越来越多的代替传统的磁翻板、灯箱、霓虹灯等产品,体育场馆、舞台的
1显示方面全彩LED3D显示屏更会成为主流产品。
全彩色LED3D显示屏的广泛应用会是LED3D显示产业如发展的一个新的增长点。
未来LED3D显示屏会向着规范化、标准化、产品结构多样化等方向发展。
目前,我国主要的LED广告大屏幕制造厂商主要集中在华北、华东、华南区域,大型制造商的市场范围几乎覆盖了整个中国市场。
国产LED大屏幕性价比比较高,以其独有的优势占据了很大一部分市场份额。
我国LED显示屏产业的快速发展,逐步形成了一批具有一定规模的骨干企业,而且产品不断推陈出新,使LED显示屏产业成为我国电子信息产业的重要组成部分,也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。
1.3光立方的功能和特点
1、8*8*8的LED阵列立体显示器。
2、连贯图形显示效果,浑然一体,一气呵成,能给观赏者带来立体的可视的震撼视觉效果。
3、超炫的立体动态显示,多种显示样式,如面平移、数字倒计时、方框伸缩、心跳动、雨滴等十多种动画。
4、具有音频频谱显示模式,可随音频同步显示,给观赏者视觉和听觉双重体验。
5、全开放式用户自定义操控,用户可根据自己的喜好自行编写对应的程序。
6、光立方内置两种模式:
图形自动播放模式、音频显示模式,K2选择音频模式,K3选择图形自动播放模式。
1.4光立体的优越性以及主要应用
1.3D以其亮度高,功耗低,视角大,寿命长,可视距离远等优点而具有极为广阔的发展前景。
随着人们生活水平的提高,3DLED逐渐应用于各行各业。
人们对其的要求也越来越高,已经不再满足于二维平面,进而转向三维平面。
3DLED的出现是一个很好的契机。
2.LED光立体极具观赏性,人们可以根据自己的要求,设计不同的图案,展现不同的立体效果。
可以说它是变幻无穷的。
因其极大地观赏性,使人们在接受信息,数据的同时更加印象深刻,使信息的传输更有效率。
3.随着3D技术的逐步发展,3DLED被广泛应用于现实生活中,比如LED显示屏,LED图像,LED立体摄影。
这些技术在我们的生活中随处可见,电影院,会议场合,舞台设计,以及各种娱乐场所。
第二章控制模块设计
2.1系统总框图
光立方系统主要框图如图2-1所示,主要包括主控部分、LED显示部分、电源模块、功放模块、以及呼吸指示灯模块五部分。
电源开关打开后,呼吸指示灯工作,系统初始化完成后,等待选择音频显示还是动画自动播放模式,进入音频模式后可伴随音频显示“跳舞”动画。
图2-1图系统方框图
2.2总体方案的选择
2.2.1主控
光立方系统主要框图如图2-1,主要包括主控部分、LED显示部分、电源模块、运放模块、以及呼吸指示灯模块五部分。
整个系统又分软件部分和硬件部分,良好的硬件设计为软件的执行提供支撑,为系统工作提供硬件实体;
软件为系统的工作提供各种算法,软件与硬件的的结合,是系统高效工作的基础。
2.2.1主控芯片
本次设计首先要实现光立方的立体扫描,产生出特定的显示效果。
通过设计多种多样的动态图画,给人一种绚丽多彩的效果。
此外还要求显示效果能依音乐节奏而跳动,这就要求对音乐进行采集。
对音乐采集可以采用独立AD芯片,或者选用内带AD转换功能的MCU。
为此,有三种选择。
选择一:
采用STC89C52单片机作为主控,独立AD0808或者AD0804芯片用做音频采集。
选择二:
采用红晶科技公司的STC12C5A60S2芯片作为主控。
STC12C5A60S2芯片有以下几个特点:
(1)其和8051指令、管脚完全兼容。
(2)片内
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