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光立方

單片機控制的小型立方體led燈組

光立方是由四千多棵光藝高科技“發光樹”組成的,在2009年10月1日天安門廣場舉行的國慶聯歡晚會上面世。這是新中國成立六十周年國慶晚會最具創意的三大法寶之首。自從國慶60周年聯歡晚會開始演練后,一個全新的名詞“光立方”,吸引了全國人民的關注。國慶聯歡晚會三樣法寶,以光立方為最。包括總導演張藝謀、執行總導演甲丁在內的導演組對“光立方”給予高度評價。

內容簡介


基於單片機愛好者對單片機學習的熱情,光立方是一學習單片機非常好的練習材料。拿8*8*8光立方舉例,它是由512個發光二極體按照立方體的方式搭建焊接起來的,有層共陰束共陽和層共陽束共陰兩種方案,每一層有8*8個發光二極體,共8層。用c語言編譯單片機程序使自定義動畫效果得以實現。

產品結構


光立方實物圖(結構)
光立方實物圖(結構)
拿8*8*8光立方舉例:顧名思義光立方是一個立方體,每一個燈為小立方體的頂點,三維坐標系的第一象限里XYZ坐標都為8的立方體,每一個整數坐標點都對應一個發光二極體led燈(這樣形容應該更加容易想象一點)。當燈按照一定方案點亮時,效果是很震撼的,唯美、華麗、絢爛。

製作過程


材料準備

工欲善其事,必先利其器。首先要準備好工具、材料、理論圖。
所需工具:尖嘴鉗、電絡鐵、放大鏡
材料清單:發光二極體(2*3*4led燈512個)、限流電阻(64個500歐姆電阻限制每束電流)、洞洞板(20cm*20cm)、單片機最小系統(stc89c516RD+晶元)、鎖存器(8個74hc573)、8路NPN達林頓管(1個uln2803)、ic插座(40孔9個)、焊錫2卷、導線若干

燈腳的焊接

led燈長腳為正短為負,先將512個燈的引腳用尖嘴鉗折好備用。可用木板或紙板做輔助,畫出8*8的方格,在每個交點鑽出led燈頭大小的洞,先焊出一層。以此焊出8層,最後將8層依次往上在洞洞板上焊接成立方體。詳細過程可參照光立方貼吧里的置頂帖。

原理電路圖

光立方原理電路圖
光立方原理電路圖

驅動電路焊接

鎖存器的8個輸出埠分別接每一排的8個束,8個鎖存器對應8個排。uln2803的8個輸出端對應8個層。詳細可查看74hc573鎖存器和uln2803的引腳圖,由原理圖可以看出8個鎖存器的相同輸入口分別相連,共8個匯流排分別對應單片機的P0口,8個鎖存器的使能埠分別對應單片機的P2口,解碼器的8個輸入口分別對應單片機的P1口。詳細教程參考光立方貼吧精品貼。

程序的編寫

當所有硬體都完成的時候,程序編寫又是重要的一步,每個人都可以按照自己的想法編寫相應的動畫效果。但是需要一定的編程語言的能力,編寫之前一定要考慮自己晶元的大小,選擇適合自己的晶元和編寫適合大小的程序。光立方吧精品貼里有相應程序可供學習、練習、研究使用。