带mp3效果的光立方(王伟)

《带mp3效果的光立方(王伟)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、带MP3效果的光立方机电工程学院王伟2012071620摘要：本设计制作出一个三维立体显示图案的LED光立方。本产品不仅可以像发光二极管点阵一样显示平面的静态或动态画面，还可以显示立体的静态或动态画面，打破了传统的平面显示方案。同时又增加了显示的花样和立体图案显示效果，可以以此原理来显示音乐音调的变化，从而使音乐“可见”。光立方显示比发光二极管点阵更具有视觉效果，而且画面图案更加非富多彩。         本设计是采用单片机为核心控制器，74LS245扩展I/O口，完成硬件电路设计。通过软件编程控制数据下载到单片机完成设计图案的显示。软件采用自上而下的

2、模块化设计思想，使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。关键词：LED光立方；74LS245；51单片机；LED点阵显示引言随着人们生活水平的不断提高，3D效果的欣赏已经成了人们的追求，美轮美奂的观赏让人醉心不已，给人带来无比宽松舒适的美感。但就目前的发展，3D还不能够普及到人们的生活中，这也就萌发了人们对于3D的设计。因此，对发光二极管进行控制，使其显示出不同的花样，带给未来3D技术的科技体验。本论文就光立方的应用进行拓展，初步探索应用于音乐显像领域及对其效果的实测。一、设计的总体方案本次设计制作一个三维的发光二极管立方显

3、示体，能够通过编写程序来实现对每一个发光二级管的亮灭控制，从而可以显示多种多样的图案。为了吸引观众增强显示效果，可以有多种显示模式。产生不同显示显示模式的方法，并不意味着一定要重新编写显示数据，可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。这样程序书写就不会过于繁琐和重复，而且对核心控制器的内存空间要求不高。借鉴单片机控制LED点阵显示的原理，通过系统分析，确定该系统该具有哪些功能，有哪些模块，各个模块之间是怎样连接，以及怎样组合电路是最合理最简单的，即硬件方案设计。编写硬件电路的相对应软件程序部分，利用仿真软件对程序进行测试修改。电路系统焊接完毕后，测

4、试整个的系统模块的功能，看各个功能是否能正常运行，并依据实验结果找出程序中的错误，改正这些错误至测试成功完成设计要求。二、硬件的选择与结构设计（一）硬件的选择1.光立方显像核心控制器本设计选择51系列单片机作为核心控制器。因为单片机的技术门槛较低开发成本也较低非常适合初学者进行学习和锻炼使用。现在市场上常用的单片机主要有MCS-51、AVR、ARM、PIC等。其中应用最广泛的单片机首推Intel的51系列，由于产品硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史“悠久”，有先入为主的优势常作为单片机学习的教材。所以决定选取51系列单片机作为控制部分的核心器件。

5、2.电源电路采用一块集成稳压器。把市电经变压器降压输入电路，而后整流送到稳压器稳压输出作为工作电压。不仅功率上可以满足系统需要，不需要更换电源，并且比较轻便，使用更加安全可靠。基于以上分析，决定选取稳压器稳压电路作为系统供电电源。3.LED发光显示二级管LED是一种固体光源，当它两端加上正向电压时就可以发光。本设计选取单色蓝光LED作为本次设计显示色彩，亮度高，显示效果很好。4.IO口扩展芯片采用74LS245，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。

6、（二）电路设计电路大体上可以分成核心控制电路、显示驱动电路、串信通信电路三部分。核心控制电路部分包括一个51系统CUP和一些外围电路。在整个电路当中此电路部分可以相当于一个上位机，它负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与PC机的串行通讯、以及给显示屏部分发送命令。单片机根据编写好的内容和指令通过I/O口扩展后驱动8X8X8LED光立方显示屏。显示电路采用动态扫描方式进行显示时，每列有一个列驱动器，各列的同名行共用一个行驱动器。由单片机给出的行选通信号，从第一列开始，按顺序依次对各列进行扫描选通，根据锁存器的特性可以把数据锁存输出。这样就可以把八列的数

7、据输出显示，完成列线数据的传送。另一方而，根据各列层面要显示的数据，通过三极管驱动继电器来控制相应层面的电平，列与层面的数据结合共同来显示图案。（三）LED光立方结构设计1.LED元件选型3D光立方采用高亮蓝色草帽头LED，满足以下条件：1）额定驱动电压3.3v（2.7v-3.8v）。2）额定驱动电流为20mA。3）阳极管脚长度27±1mm，阴极管脚长度为25±1mm。2.LED亮度测试方法可使用两节常见的1.5V的干电池判断LED的阳极阴极。将万能面包板接通电源，将LED插入面包板的一对插孔内，其中靠近边缘的为阳极、另一个为阴极，观察其是否能被正常点

8、亮，并可以改变限流电阻改变亮度，观察该型LED的可测亮度范围。建议从最低亮度开始，防止LED被