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光立方完全解析

2024-07-12 14:23:09   219人阅读

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       这个4*4*4的三色光立方是我在初学单片机的时候做的一个小项目。很适合给初学单片机和C语言的同学练手，而且效果很炫。今天再看此代码有很多不规范之处，但由于硬件已经送人，没法继续调试，希望小伙伴们引以为戒。写此文主要是想让大家知道其中的原理，知道怎么做固然重要，更重要的是知道为什么要这样做。

        效果展示：http://v.youku.com/v_show/id_XNjAyMTkwODE2.html


一.总述


        光立方是什么？光立方其实就是将点阵折叠起来然后再立起来。初学单片机完全可以按照这个思路：点亮一个小灯->点亮流水灯->点阵显示->点亮光立方。这其中是存在着联系的，下面我来说说这其中的原理。

         点亮一个小灯：没什么好说的，控制一个IO为高低电平。

            点亮流水灯：这个也简单，就是控制几个IO的的高低电平呗。

               点阵显示 ：这个看似有难度，其实也不难，核心就是一个字“扫”，首先知道字模的数据，然后先显示一列，再以极短的时间显示下一列，知道整个点阵显示完。由于人眼的暂留效应，会看起来是静态的。其实LCD和它也类似，这个暂且先不说。

             点亮光立方：为什么我说光立方是折叠起来然后再立起来的点阵呢？这个先卖个关子，等讲完硬件之后你自然会明白。其实原理和点阵差不多的。


二.硬件


          说先说下，当时因为这个电路设计实在简单，并没有画原理图，直接上来就拿洞洞板子焊的。你可以先画个图，但其实真不用画图。

    1.单片机

           建议选用51系列的STC12C5A60S2-35I-PDIP40单片机，因为用89C51输出电流不足要加三级管扩流，我当初就是这么做的，给我带来很多麻烦，而且也不美观。希望小伙伴们吸取教训。最小系统怎么搭建我就不说了，应该都会把。

     2.双色LED

           双色LED就是有三个引脚。其中一个引脚是地其余两个是LED的引脚。能显示三种颜色。其实完全可以换证七彩的LED就是有四个引脚的那种，那样效果更炫，单片机的引脚是够用的。只是现在没有时间玩了，呵呵，有兴趣的小伙伴们可以自行尝试。

     3.点阵变身光地方

           好了到现在是该说说，怎要把点阵折叠然后再立起来了。这里我贴几张图片，让我们来看看制作过程，我想大家能有深刻的了解。


             看了上面的图片，你应该明白我为什么这么说了。好了，下面我说说怎样具体怎么做


 这个是最基础的元素，需要做出16个这个东东，这个东东阳极都是相连的，阴极引出来，和下一个单元相连。

一个竖着的面就这样出来了

四个这个面，按照第一个图连，就OK了。


三.软件


    1.软件框架

          说实话当年做的时候什么东东，只知道，每个单片机程序里面都有个while(1)。哈哈，我写的这个光立方程序主要就是在while（1）里面循环各种现实效果。

void main()
{
	while(1)
	{

		hongbegin();		 //红由亮到暗
	  	hongend();			 //红由暗道亮
		P2=0XFF;			 //将P2关闭以免影响下面黄色灯效果
		huangbegin();	 //黄呼吸灯
		huangend();
		chengsedeng();	 //橙色灯 
		huangsebianhongse();   //黄色变红色
		 miansheng() ; //面上升
		mianjiang() ; //面下降
		mianzuodaoyou();//面左到右；
		mianyoudaozuo();  //面从右到左
		shuidi()  ;	  //模仿水滴效果（从嘴上一排下落）
		luoxuansheng() ;   //螺旋上升
		luoxuanjiang()  ;	//螺旋下降
		 pingheng() ;	//平衡木
		 yinxiangshang() ;	//音响效果上下
		 yinxiangzuo() ;   //音响效果左右
		 sxingsaomian() ;  //S形扫面
		 litixuanzhuan();	//立体旋转
		 zuoshangliang() ;	//左上角一点到全体亮
		 sijiaoneishou() ;	//四角向内收
		 shuidijiandong() ;	  //仿水滴溅动
		 shuibo() ;			//仿水波浪
		 feiji() ;		  //仿飞机飞行
		 chaojimali()  ;   //超级玛丽
		 chengsedeng();	 //橙色灯
		 huangbegin();	 //黄呼吸灯
		 huangend();		 		
		hongend();			 //红由暗道亮 
		 hongbegin();		 //红由亮到暗  
		 jiesu();			 //结束函数

			
	}
}


     2.呼吸灯

            说是呼吸灯，渐亮、渐灭的，说的那么高大上，其实就是PWM，再说的土一点就是控制一个周期内的导通时间，周期内的导通时间逐渐增加，自然就越来越亮。逐渐减小，自然就越来越暗，之道完全熄灭。这个东西如果你用STC12来说的话，其实可以非常简单，就是一个D/A转换。将数字信号，转换成模拟信号。当然我那个时候还不太懂这些，直接用的89C52，52是没有D/A转换芯片的，我用的软件模拟PWM，其实就是延时的原理。下面是实现的部分代码。

/*P1为黄色，P2为红色。     P0为阴极*/
 uchar code table[]={                                       //呼吸灯专用
0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,
11,12,13,14,15,16,17,18,
19,20,21,22,23,24,25,26,27,
28,29,30,31,32,33,34,35,36,
37,38,39,40,41,42,43,44,45,
46,47,48,49,50,51,52,53,54,
55,56,57,58,59,60,61,62,63,
64,65,66,67,68,69,70,71,72,
73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,
83,84,85,86,87,88,89,90,91,
92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,
110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125,
126,127,128,129,130,131,132,133,134,135,136,137,138,139,140,141,
142,143,144,145,146,147,148,149,150,};
void delay(uint z)
{
        uint x,y;
        for(x=5;x>0;x--)                    
        for(y=z;y>0;y--);
}
void hongbegin()  //全亮 呼吸灭
{
    int i;
    for(i=0;i<140;i++)
    {
        honglight2(i);
    } 
    P0=0x00;              //保持亮的状态
    P2=0xff; 
    P1=0xff;  
    
}
void honglight2(uchar num2)                        //由亮到灭     （可以理解为亮的时间由长到短。灭的时间由短到长）
{
        uchar j;
        P0=0xff;                     //首先关闭P0
        P2=0x00;                      //打开P2
        j = table[num2];
        delay(j);                      //延时   （由短到长的）
        P0=0x00;                      //打开P0叫它亮
        P2=0x00;
        delay(150-j);                  //延时由长到短
}


      3.代码讲解

            首先我们知道，动画是由图片来快速播放形成的，光立方依靠的也是这个原理。


unsigned char code tabP0[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};  //低电平扫描    ，每次只让亮一排（一个P0口）
void mianjiang()  
{    
    
    unsigned char code tabP2[3][8]={                    //定义数组 。储存数据

        {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0xFF,0xFF,0xFF},
        {0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0xFF,0xFF},
        {0x00,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0xFF},
    };

    int j,k,i;                                     //定义三个变量
    for(j=0;j<3;j++)                             //j图像个数
    {    
        for(k=0;k<20;k++)                         //k为每个图像存在时间、k越大单个图像存在时间越长
        {    
            for(i=0;i<8;i++)                      //   每个图像由八帧、构成
            {    P2=0XFF;                          //  此函数和消除残留的阴影
                //P0=1;
                P0=tabP0[i];                         //将阴极P0取出
                P2=tabP2[j][i];                      //将数组阳极取出
                P1=0XFF;                          //将P1关闭以免影响红色效果
                ys(2);                               //根据人眼暂留效应。。加大可看见整个亮灯过程、、减小即可显示稳定图像

            }
        }
    }        
}


全部代码和取摸软已经打包并且上传。

       




参考：取模软件出处：http://user.qzone.qq.com/1323811540/blog/1376456811


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