《基于单片机的光立方系统设计》-毕业学术论文（设计）.doc

lw 基于单片机的光立方系统设计 摘要：本设计制作出一个三维立体显示图案的LED光立方。本产品不仅可以像发光二极管点阵一样显示平面的静态或动态画面，还可以显示立体的静态或动态画面，打破了传统的平面显示方案。同时又增加了显示的花样和立体图案显示效果，可以广泛用于传媒信息显示和各种装饰显示，为将来显示技术的进步和发展指导了方向，光立方显示比发光二极管点阵更具有视觉效果，而且画面图案更加非富多彩。 本设计是采用单片机为核心控制器，74LS245扩展I/O口，完成硬件电路设计。通过软件编程控制数据下载到单片机完成设计图案的显示。软件采用自上而下的模块化设计思想，使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。 关键词：LED光立方；74LS245；51单片机 目 录 HYPERLINK \l _Toc295463799 第1章 绪 论 HYPERLINK \l _Toc295463800 1.1 背景与意义 HYPERLINK \l _Toc295463803 1.2 国内外研究现状 HYPERLINK \l _Toc295463804 1.2.1 国内外研究现状 HYPERLINK \l _Toc295463805 1.2.2 国外研究现状 HYPERLINK \l _Toc295463806 1.3 设计的总体要求和方案选择 1.4 设计说明书的结构安排 系统总方案设定 2.1 系统总体硬件方案选择 2.1.1 3D显示屏核心控制器 2.1.2 电源电路 2.1.3 LED发光显示二级管 2.1.4 I\O口扩展芯片 2.2 系统总体软件方案选择 2.2.1 单片机编程语言 2.3 主要元器件介绍 2.3.1 74ls245 系统硬件方案设定 3.1 硬件整体设计概述及功能分析 3.2 51系列单片机简介 3.3 光立方的制作及工作原理介绍 3.3.1 3D LED光立方搭接 3.3.2 3D LED光立方工作原理 系统软件方案设定 4.1 概述 4.2 立方体源代码 系统测试及仿真 5.1 硬件系统测试 5.2 软件系统测试 5.3 系统测试结果与结论 5.3.1 测试结果分析 5.3.2 测试结论 致谢 参考文献 附录 物料清单 第1章 绪 论 1.1 背景与意义 随着人们生活水平的不断提高，3D效果的欣赏已经成了人们的追求，美轮美奂的观赏让人醉心不已，给人带来无比宽松舒适的美感。3D技术的将来必有广泛应用。仅3D打印技术这一还处在萌芽阶段的技术就已经在世界掀起了巨大波澜。就现有来看3D技术已经应用于军工、航空航天、水下作业、模拟分析等高端领域。随着科技发展3D技术的成本也会越来越低，相信3D电视将来也会像液晶电视一样走入普通家庭。3D技术在未来还可以应用于教学，医学，地下采矿，空中导航等领域。但就目前的发展，3D还不能够普及到人们的生活中，这也就萌发了人们对于3D的设计。因此，对发光二极管进行控制，使其显示出不同的花样，带给未来3D技术的科技体验。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国内外研究现状 在当今信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。与传统的显示设备相比，这种未来的巨大需求让LED大屏幕显示技术成为众人目光的焦点。LED显示屏一般分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。动态图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维的动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况转播。不仅可以用于室内环境装饰还可以用于室外环境信息传播，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。而且显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于交通运输、车站、商场、医院、宾馆、证券市场、工业企业管理等公共场所。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。 1.2.2 国内研究现状 （1）我国LED产业发展现状 目前国内主要LED广告大屏幕制造厂商主要集中在华东、华北、华南区域，大型制造商的市场范围几乎覆盖整个国内市场。国产LED广告大屏幕的性价