大学毕设论文__光立方设计说明书.doc

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1、光立方设计说明书光立方学院：计算机学院学生姓名：斯东仁，刘逸凡，吕壮壮，龚明强指导教师：唐建国职称教师专业：嵌入式系统工程班级：1501学号：完成时间：2016年5月武汉软件工程职业学院光立方设计课题学院：计算机学院专业：嵌入式系统工程指导教师唐建国学生姓名斯东仁，吕壮壮，龚明强，刘逸凡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

2、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8×8的光立方硬件，并且显示四种及以上花样。摘要当今社会，随着电子行业的不断发展，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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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AT89

8、S52单片机的P3口线的P3.7-P3.4，竖共阳引出16根导线通过74HC573锁存器接到单片的P0口和P2口。独立式键盘接到P1口线。数码管显示电路接到P0口和P2口。通过编写C语言程序使光立方按不同的花式变化。183系统硬件电路设计3.1主要元器件的介绍3.1.1AT89S52芯片介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flas