（原創(chuàng)分享）玩了那么久光立方其實也有寫過日志，但一直存在草稿里沒發(fā)表過第一次發(fā)

ID:122841 · 發(fā)表于 2016-5-24 15:21

材料清單：

首先要diy光立方需要買齊什么電子元件？
光立方材料清單：
主控芯片 STC90C516RD  (這個家里有就沒買)
霧狀白發(fā)藍發(fā)光二極管尺寸2*5*7  *550個
74HC573鎖存器  *8個（貼片）
ULN2803 達林頓管驅(qū)動器 *1個  （貼片）
18*30cm洞洞板 *1
晶振 *1個 12MHZ
陶瓷電容 22PF  *2個
200歐電容  *64個
以及跳線、按鍵開關(guān)...
共計70元左右

在快遞寄來前，需要先畫仿真電路圖

淺談光立方硬件原理:
512個獨立LED如果要單片機單獨控制是不可能的，因為51單片機只有32個I/O口（input/output)。
所以就需要用到鎖存器，每個鎖存器能鎖存一個字節(jié)的”電平信號“，可以控制8個LED,8個鎖存器可以控制64個LED。
可以把光立方分成8層，每層共陰，八個層的陰極接ULN2803 達林頓管驅(qū)動器的8個輸出端口。而ULN2803 達林頓管驅(qū)動器的輸8個入端接P1端口，用來控制光立方的8個層哪個層可以有電流通。
如 P0 = 0X01; 二進制值 = 00000001,也就是說，達林頓管驅(qū)動器輸出端只有第一個端口輸出低電平，其他端口都是高電平。這樣一來通過P0端口值的變換就可以用8個鎖存器循環(huán)控制第0~7層。

/*沒學(xué)過畫畫，畫的是有點丑*/

（補充信息）固定畫面的顯示，所需要硬件執(zhí)行的過程。

1.將第一層64個點的數(shù)據(jù)傳入8個74hc573中，控制uln2803層控制芯片打開第一層開關(guān)，使第一層點亮，這個時候，其他層是滅的。

2.等待時間t。

3.熄滅第一層，開始向74hc573中傳輸?shù)诙䦟拥臄?shù)據(jù)，鎖存，開啟第二層總控制開關(guān)，點亮第二層。

4.等待時間t。

.......

熄滅第一層，將第八層的的數(shù)據(jù)傳進所有74hc573中，鎖存，開啟第八層總開關(guān)，點亮第八層。

再回到第一步，循環(huán)下去....

這樣，便實現(xiàn)了一個周期畫面的顯示，由于人眼的視覺暫留的特性，只要刷新的夠快，我們看到的就是光立方整體都在亮。便實現(xiàn)了我們想要的效果。為了畫面的穩(wěn)定，上面間隔點亮t要保持一致，否則會出現(xiàn)亮度不均的情況。

在實際使用上述電路的時候，最好給74hc573輸出的64個引腳分別加一個限流電阻，這樣能起到很好的二極管保護作用和整體功耗的限制以及亮度的調(diào)節(jié)。

對于光立方，首先要清楚其工作原理，整個點亮的過程，單片機需要一直工作的，單片機每一次發(fā)送的數(shù)據(jù)只能點亮一層的特性得知，在整個畫面顯示圖案的時候，即使是靜止的圖案，那么單片機也是在不斷循環(huán)工作的。如果單片機停止了工作，那么光立方得圖案即會消失。

又由于這個特性，如果點亮某一層后停留的時間不一樣，就會造成每一層的亮度不均勻，所以為了避免這些，需要一個準確的時間基準來依次點亮光立方的每一層，方法有很多，但單片機不能總處理這么一個任務(wù)，他可能要處理的還有，動畫的實時運算，其他數(shù)據(jù)的采集和處理等，所以考慮到這些任務(wù)都是需要實時運行的，編程難度似乎加大了不少，這時需要引入單片機中斷這一基礎(chǔ)功能，難題便會迎刃而解。

首先定義一個緩存數(shù)組，用于儲存所有的光立方每一點的數(shù)據(jù)，暫且理解為顯存。我通常用display[8][8]定義為數(shù)組。

下面就要定期把這個數(shù)組定期發(fā)送至驅(qū)動板中，時間如何去定義。

我查閱資料后發(fā)現(xiàn)，當現(xiàn)實器播放大于15幀的動畫時，才會在我們的眼中形成流暢的效果。那么光立方刷新頻率要大于15hz/s（越大越好，但是越大單片機負載也越大），這里也就是說，每1/15秒就要進行一次全部圖的刷新，又由于在相同時間，只有一層能夠點亮，那么每一層停留的時間就是1/15/8s根據(jù)這些規(guī)則，我需要定義定時器讓定時器有相應(yīng)的數(shù)值。把這段專門用于刷新光立方顯示的程序放于中斷服務(wù)程序中。這樣，我們程序的基礎(chǔ)框架就有了。由于是定時器中斷自動來刷新驅(qū)動板數(shù)據(jù)，這樣我們看到的圖像很穩(wěn)定，亮度也均勻。而且我們再寫其他的圖案動畫程序時候，不用再去考慮去更新驅(qū)動板數(shù)據(jù)，一切都會由中斷自動完成。而我們?nèi)绻膱D案，我們只需要對數(shù)組所儲存的數(shù)據(jù)進行更改即可，這也使我們的動畫程序很驅(qū)動程序產(chǎn)生隔離，這樣做的好處是即使更換了驅(qū)動板，那么也只需要對驅(qū)動函數(shù)（中斷里面的程序）做相應(yīng)的改動即可，不必再對其他程序改動。這也避免了“動一發(fā)而牽全身”的尷尬局面。

快遞寄得慢也就算了，居然還少寄了！先倒騰起來

把母孔焊到洞洞板上

用硬紙板做焊接模具，掰彎發(fā)光二極管，準備焊接。

第一面焊好，燙手啊!

接著焊好板子及板子底下的跳線

接著做好給光立方供電的電源

最后光立方就做出來了

也許有人會問你光立方的制作過程怎么不全，是這樣的我這篇文章以前是寫在QQ空間的日志草稿里的，還沒全寫完。就在前幾天這個光立方被一個網(wǎng)友買走了，

這個網(wǎng)友先是在網(wǎng)上買了一個PCB板做光立方成品，然而畢業(yè)設(shè)計沒通過，就想買洞洞板的光立方于是就跟我買了。
關(guān)于我對光立方驅(qū)動程序的理解，手寫筆記也一起寄給了那個網(wǎng)友。但是我在寄快遞前用手機拍了下來

這些程序在帖子附件中都有，想研究光立方程序的可以下載附件看看

小學(xué)生班門弄斧了，希望大家諒解！

最后說一下洞洞板制作光立方容易出現(xiàn)的一些問題
1.鎖存器的兩個腳短路的問題。
2.做好不要用母孔做光立方，容易造成燈腳與板子接觸不良和造成光立方的不整齊
3就是要注意發(fā)光二極管的漏光問題，有的LED被反向擊穿了，所以電流就會從負極流向正極。導(dǎo)致該亮的燈不亮，不該亮的燈亮。
4.國產(chǎn)鎖存器里面壞的多，我買10個國產(chǎn)鎖存器里面有一個是壞的，鎖存器第4個輸入口居然接地了，導(dǎo)致我做光立方遇到了很大的問題。

ID:122841 · 發(fā)表于 2016-5-24 15:24

如果閑stc90c516單片機運行速度慢的話，可以用stc12單片機做光立方，要比stc90運行速度快很多遍。

ID:122841 · 發(fā)表于 2016-5-24 15:46

光立方材料清單：主控芯片 STC90C516RD (這個家里有就沒買) 霧狀白發(fā)藍發(fā)光二極管尺寸2*5*7 *550個 74HC573鎖存器 *8個（貼片） ULN2803 達林頓管驅(qū)動器 *1個（貼片） 18*30cm洞洞板 *1 晶振 *1個 12MHZ 陶瓷電容 22PF *2個 200歐電阻 *64個以及跳線、按鍵開關(guān)...