光立方设计总结报告

1、光立方设计报告目录一. 摘要二. 目的与要求三. 电路的设计与元件的选择四. 模块电路的组装与焊接五. 电路的调试和调试出现的问题六. 项目的完成情况结论1一. 摘要在前一段时间，在网上看了一些关于光立方的资料和它的视频， 看到了一些光立方的演示视频，被它那些立体感吸引了。光立方顾名思义就是一个立方体，我们采用的是 8*8*8的模式， 大概的距离是14cm*14cm*20c(长.宽.高)，主要分为三个模块：主 控模块 驱动模块 显示模块；我们所做的光立方驱动电路，主控电路 等都是纯手工焊接。采用的主控芯片 60K STC12C5A60S芯片，驱动 电路是采用我们常用的74HC573数字芯片。关

2、键字：光立方 74HC573 STC12C5A60S2 ULN2803二. 目的与要求(1) 目的：回顾我们学习的单片机知识和提高我们的焊接和其他的动手实操能力(包括了数字电路和模拟电路的知识)。(2) 要求：要有自主创新，其中我们的开关是采用触摸型 开关，只要由一个I/O 口和VCC组成。三. 电路的设计与元件的选择电路设计3主要分为三个模块分别是主控模块驱动模块显示模块(1) 主控模块UIP1Header 2P2Header 2C2HC32342679DO10DIUD212D313D411ISD6 lb17Iis19GMD 20vccGNDP1.0VCCFI.O/ADCDl/CLKOtJT

3、2Pl.VADCIPl.i/ADCi/ECItDiPl.3/ADC3/CCPCUTxD2PI.1/ADC1/CCP1/SSPI.5/ADC5/MOSI pi Aft."F*r l Ufl 5TC12CSA1&ADP I /JJAUU JJ aULrKP4.7/RSTP3.O/RaD 円灯班>PjJ/lKfQP3.3/lTrnP1 l/TO/IbnyCLKOUTOP3.5im/INT/CLKQUT1F3.fi/WRP3.7/RDSTAL2 3JTAL1GI4DVCC PD.O/ADD PO.1/ADI POS/AD2 PD.3/AD3P0.4/AD4PO5/AD5PD.f

4、i/AD15P0.7/AD7LVD/RST2P1.5/ALEP4.4/NA P2 7/AD15 P2.I5<ADK P2.5<ADl3 P2.4fADl2 P2.3/ADU P2.2(ADlOP2.I/AD9P2.0/AD8GND lQ4rCl 40 I VCC39OU138OU237OU336OU135QU534OU6泊OU732OU3引302923P2727P如26P2525P2424P2323P2222P2121P20STCl2C5A16iAD图1主控电路其中P1位一个触摸型的开关，C3为去耦电容防止高频干扰(2)驱动电路574HC57374HC57374HC57374HC5

5、KvccD3加D?D4D5仔NI>OUTvccDOQODIQD2QiD3Q3D4Q4P5Q5D6D7QdQFijHDLAClDO-C2DIC3D2Fk1)4C6D3C7D6C8J)7I5KDOUTvccDOqDIQiD2Q2D3Q3D4Q4P5Q5D6QSD7聊GNLLAP3*76543210U10U20U30U4r)U5U6DIDOGMI>U7OUTVCCQOQlQ2Q* 屮Q5Q(5D7WGMPLAEl DCVOC OU474HC5r3E5JW酚ES3 4 5 D D D'S' DiVCC OU6OUTvccDOQODIQlD2疋D3QND4Q*D5Q5DfiQ

6、&D?QTGNPLAVCC OU®OUTvccDOQODIQiD2甲D3DiQiKTD5D6Q6P7WGNDLAG1WXJ9Cllc芯STHSU10 2SO3卫D7FtnrJ6jFJ8I+HC57374HCS737+HC573OOAM叶奇 Mdg卜9铸E d寸Cig 09巾寸怕CiOHD VCCMj?J76图2驱动电路在驱动电路上，每个锁存芯片的电源端都加了一个瓷片电容， 主要的 作用是防止高频干扰（3）显示电路 所有的灯的负端都是接在一起的，下面的每一组都是 控制光立方的一个面，控制的是光立方的竖起来的面，而横着的面由 图3的U10控制a30sso xl寸 eciPIO2

7、IjNDPitCO卜9厂寸EEi33Fs pIO5CO L-g s 寸 cn e iP12图3显示电路1. 元件的选择(1) 由于光立方的程序量比较大，而且要求相对比较高，因此经过 考虑之后我们决定用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 ULN2803是八重达林顿，1至8脚为8路输入，18到11脚为8路输出。驱动能力500MA 50V。应用时9脚接地，要是

8、驱 动感性负载，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；(3) 由于在刚刚接触锁存器的时候，就接触了 74HC573对它的 使用也比较成熟，因此在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，我们放弃我们经 常用的

9、草帽型LED采用的是方形高亮的LED灯 由于草帽的光发散比较厉害容易影响视角效果，从而使用方形的，同时方形的也比较聚光，如下图所示：图4四. 模块电路的组装与焊接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，到焊接完成用时半天，焊接完成下载测试程序基本上没有问题， 如下图所示：背面10正面:图511由于飞线太多，容易断开，所以我们有溶胶把线路固定好，防止电路 断开(2)主控电路主控电路时最简单的电路，主要把晶振焊接对，其他的就没有什么大 问题了，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7(3)显示模块首先我们用一块比较大万能板，在上面做了

10、8*8个点的标志，然后把灯按统一形状搞好。然后放在万能板上焊接，如下图：图8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14接下来的是把8个图9这样的组成8*8的一个面如下图所示: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，必须使每一个面在同一的平面上，如下图所示：ii图10完工后的作品如图所示：17五. 电路的调试和调试出现的问题完工以后编写了调试的程序，主要是检查全部的灯是否会亮，但 是单把程序烧写进去之后，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

11、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，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，原来是由于灯的阻抗很 大，把那一列的电平都拉低了，使灯无法亮起来，在电路的调试中就出现了这些的问题，相对来说还是不错的。六、项目的完成情况本项目完成速度比较快，在整体的电路上可以完