光立方课程设计说明书正文原版197002861.doc

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1、《单片机技术》课程设计说明书光立方湖南工学院《单片机技术》课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师学生姓名课题名称光立方内设计内容及任务一、设计任务设计一个具有特定功能的光立方。二、设计内容1、光立方的硬件系统（1)单片机最小系统模块（2）供电模块（3）光立方显示模块（4）键盘模块（5）驱动模块2、光立方的软件系统（1）系统监控程序模块（2）光立方显示程序模块（3）键盘程序模块三、设计要求该光立方上电或按键复位后能自动显示P.，进入准备工作状态。该光立方可以通过键盘选择显示花样，切换花样，停止显示。要求4×4的光立方硬

2、件，并且显示四种及以上花样。主主要参考资料[1]李广弟.单片机基础[M].第3版.北京：北京航空航天大学出版社，2003.6.[2]李全利.单片机原理及应用（C51编程）[M].北京：高等教育出版社，2012.12.[3]马忠梅.单片机的C语言应用程序设计[M].第4版.北京：北京航空航天大学出版社，2003.6.　　　[4]李光飞.单片机C程序设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社，2003.01.[5]李光飞.单片机课程设计实例指导[M].北京:北京航空航天大学出版社，2004.9.教研室意见教研室主任：（签字）年月日摘要当今社会，随着电子行

3、业的不断发展，单片机的应用从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法，已广泛的应用在工业自动化、通信、自动检测、信息家电、电力电子航空航天等各个方面。成为现代生产和生活中不可缺少的一部分。设计采用4*4*4的光立方模式，硬件主要分为七个模块：主控模块、驱动模块、显示模块、键盘模块、电源模块、复位模块、下载模块。采用的主控芯片为AT89S52芯片，驱动电路是采用了常用74HC573数字芯片,设计采用C语言编程，通过单片机I/O口控制LED的亮灭，采用延时控制LED亮灭时间，最终使得整个立体展现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂、绚丽多彩。关键词：光立

4、方；AT89S52；74LS573锁存器I目录1绪论11.1光立方的背景11.2研究的意义12设计要求和方案介绍22.1设计要求22.2方案介绍22.2.1系统整体框图22.2.2光立方发光原理33系统硬件电路设计43.1主要元器件的介绍43.1.1AT89S52芯片介绍43.1.274HC573芯片介绍53.1.3四位一体数码管介绍53.2硬件电路模块介绍73.2.1最小系统模块介绍73.2.2驱动模块介绍93.2.3键盘模块介绍103.2.4显示模块介绍104软件系统说明124.1软件系统模块124.2软件系统模块的程序流程框图125光立方系统测试

5、155.1操作说明155.2测试结果155.3结果分析175.4设计结论175.5设计体会17结束语18参考文献19II致谢20附录21附录A原理图21附录B实物图23附录C元件清单24附录D程序清单25III1绪论1.1光立方的背景光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成的,在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世,这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首,自从国庆60周年联欢晚会开始演练后,一个全新的名词“光立方”,吸引了全国人民的关注，并得到了全球的高度肯定。所谓“光立方”：就是在平面LED基础上发展起来的新的显示技

6、术，通过复杂的程序控制，在三维空间能够显示具有立体感的图形、动画等。由此，也掀起了光立方的设计与学习热潮，在原有的基础上不断增加难度，增加变换花样，吸引电子爱好者对其研究、创新。1.2研究的意义光立方作为一种特殊的显示资源，已用于一些广告行业、家庭、娱乐厅、会议室、大型演唱会、城市地标广场等场所的布置和装饰，还可以用于更广泛方面，具有广阔的应用前景。随着社会经济的不断进步，人们对LED显示器的认识不断加深，其应用领域越来越广。目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。而且,光立方的研究对未来的3D技术有

7、很大的借鉴和启发作用。182设计要求和方案介绍2.1设计要求光立方上电或按键复位后能自动显示P.，进入准备工作状态。光立方可以通过键盘选择显示花样，切换花样，停止显示。要求4×4的光立方硬件，并且显示四种及以上花样。2.2方案介绍2.2.1系统整体框图系统主要由主控电路、时钟电路、复位电路、驱动电路、电源电路、独立键盘电路、数码管显示电路、LED光立方电路组成；时钟电路、复位电路和独立键盘电路作为单片机输入，LED光立方电路和数码管显示电路作为单片机输出，系统框图如图1所示。图1系统框图182.2.2光立方发光原理光立方设计采用的是4*4*4的模块，采

8、取层共阴，竖共阳的接法，即每一层的LED灯引出一个阴极。共阴极直接接到AT89S52单片机的P