光立方設計總結報告 參考

2022-09-25 01:27:03 字數 2750 閱讀 7288

目錄一.摘要

二.目的與要求

三.電路的設計與元件的選擇

四.模組電路的組裝與焊接

五.電路的除錯和除錯出現的問題

六、專案的完成情況

七、結論

一.摘要

在前一段時間,在網上看了一些關於光立方的資料和它的**,看到了一些光立方的演示**,被它那些立體感吸引了。

光立方顧名思義就是乙個立方體,我們採用的是8*8*8的模式,

大概的距離是14cm*14cm*20cm(長.寬.高),主要分為三個模組:

主控模組驅動模組顯示模組;我們所做的光立方驅動電路,主控電路等都是純手工焊接。採用的主控晶元60k stc12c5a60s2晶元,驅動電路是採用我們常用的74hc573數字晶元。

關鍵字:光立方 74hc573 stc12c5a60s2 uln2803

二.目的與要求

1)目的:回顧我們學習的微控制器知識和提高我們的焊接和其他的動手實操能力(包括了數位電路和模擬電路的知識)。

2)要求:要有自主創新,其中我們的開關是採用觸控型開關,只要由乙個i/o口和vcc組成。

三.電路的設計與元件的選擇

1.電路設計

主要分為三個模組分別是主控模組驅動模組顯示模組

(1) 主控模組

圖1主控電路

其中p1位乙個觸控型的開關,c3為去耦電容防止高頻干擾

(2) 驅動電路

圖2驅動電路

在驅動電路上,每個鎖存晶元的電源端都加了乙個瓷片電容,主要的作用是防止高頻干擾

(3)顯示電路所有的燈的負端都是接在一起的,下面的每一組都是控制光立方的乙個面,控制的是光立方的豎起來的面,而橫著的面由圖3的u10控制

圖3 顯示電路

2.元件的選擇

(1)由於光立方的程式量比較大,而且要求相對比較高,因此經過考慮之後我們決定用51系列的增強型晶元stc12c5a60s2,選擇的理由:1.無法解密,採用第六代加密技術;

2.超強抗干擾;

3.內部整合高可靠復位電路,外部復位可用可不用;

4.速度快,比8051快8-12倍;

(2)由於燈的個數比較多,因此所需要的電流相對也比較大,所以選擇uln2803,uln2803是八重達林頓,1 至 8腳為8路輸入,18 到 11腳為8路輸出。驅動能力 500ma \50v。應用時9腳接地,要是驅動感性負載,10腳接負載電源v+。

輸入的電平訊號為0,或5v。輸入0是,輸出達林頓管截止。輸入為5v電平時,輸出達林頓飽和。

輸出負載加在電源v+和輸出口上,當輸入為高電平時,輸出負載工作;

(3)由於在剛剛接觸鎖存器的時候,就接觸了74hc573,對它的使用也比較成熟,因此在驅動部分使用了熟悉的74hc573,其優點有

1.高阻態;就是輸出既不是高電平,也不是低電平,而是高阻抗的狀態;在這種狀態下,可以多個晶元併聯輸出

2.資料鎖存;當輸入的資料消失時,在晶元的輸出端,資料仍然保持

3.資料緩衝; 加強驅動能力

(4)led燈的選擇,出於外觀和整體的形狀美觀,我們放棄我們經常用的草帽型led,採用的是方形高亮的led燈

由於草帽的光發散比較厲害容易影響視角效果,從而使用方形的,同時方形的也比較聚光,如下圖所示:

圖4四.模組電路的組裝與焊接

1.我們首先完成的是驅動電路

驅動電路由於線比較多,電路比較複雜,所以我們有比較多的跳線,到焊接完成用時半天,焊接完成**測試程式基本上沒有問題,如下圖所示:

背面圖5

正面:圖6

由於飛線太多,容易斷開,所以我們有溶膠把線路固定好,防止電路斷開

(2)主控電路

主控電路時最簡單的電路,主要把晶振焊接對,其他的就沒有什麼大問題了,其中還有乙個控制層的驅動晶元焊接在主控板上

如圖所示:

圖7(3)顯示模組

首先我們用一塊比較大萬能板,在上面做了8*8個點的標誌,然後把燈按統一形狀搞好。然後放在萬能板上焊接,如下圖:

圖8焊好的如圖:

每次焊完以後都要去檢查測試每個燈是否會亮,很重要的步驟

圖9接下來的是把8個圖9這樣的組成8*8的乙個面如下圖所示:

同樣的每次焊完以後都要去檢查測試每個燈是否會亮

圖10把八個面做好以後就是把八個面一層一層的疊起來,在這裡要注意的是必須用尺子量好各個角度的高度,必須使每乙個面在同一的平面上,如下圖所示:

圖10完工後的作品

如圖所示:

五.電路的除錯和除錯出現的問題

完工以後編寫了除錯的程式,主要是檢查全部的燈是否會亮,但是單把程式燒寫進去之後,發現有兩列沒有點亮,還好兩列的都在邊上,進而如果換燈也相對容易,我們用排除法來檢查電路,首先是檢查燈的線路是否虛焊,斷路,果真有一列的是斷路了,把它接上後這一列也亮了,還剩下另外一列,我們用同樣的方法來做,從驅動電路到顯示的都沒有問題,而且在輸入那一列的電壓也正常,我們就想不通了,是什麼原因呢?我們懷疑是不是有燈壞了,我們又乙個乙個的檢查了這一列燈,但是全部都會亮,經過很細心的檢查,發現有乙個燈的亮度和其他的燈亮度完全不同,相對比較暗,於是我們把它換了下來,接上另外乙個,果然是哪個燈的問題,原來是由於燈的阻抗很大,把那一列的電平都拉低了,使燈無法亮起來 ,在電路的除錯中就出現了這些的問題,相對來說還是不錯的。

六、專案的完成情況

本專案完成速度比較快,在整體的電路上可以完成一下基本的演示,由於電路的限制,花樣不是很多,還有待提高。值得注意的是我們的作品有待機模式,就像電腦一樣有待機模式,不過我嗎只要一種待機模式,待機模式是呼吸燈。由中間到整體呼吸非常有節奏感,主要用手觸控一下開關,就可以進入演示模式,再按一下顯示下乙個顯示模式,在按就到了待機模式。

七、結論

歷時差不多乙個月的時間,本專案終於順利完成了。

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