基于51单片机的8x8x8LED光立方设计

1.简介
本设计是以STC89C52单片机的8x8x8的LED光立方。本设计将LED光立方分成8层，分别由单片机的P1，8个IO口来控制每一层，由于采用的是共阴极所以当层电位为高电平有效，由P0口和P2的总共16个IO口来控制每层的64盏灯，低电平有效，P2口通过8个74HC573缓冲器芯片来驱动LED。这样就可以通过控制IO口的输出电平来控制每盏灯的亮灭。

2.硬件设计
本系统的硬件电路主要单片机最小系统、LED光立方驱动电路、LED光立方电路组成，其硬件框图如图：

（1）光立方驱动电路原理
以8X8X8光立方为例：

一个光立方我们可以拆成8个面，如图

而每个面又有8X8共64个LED灯，如图：

这样，我们只要控制这 64 个灯使其能够自由变换，然后再通过控制每个层依次点亮即可，由于我们眼睛的视觉暂留，使我们感觉看到的东西是一起再亮的。这样我们就看到了一个完整的个体。
驱动的步骤是：

1. Z轴选中一个要点亮的面（一个面共有8段Y轴）
2. Y轴选中一个需要点亮的Y轴（一段Y轴共有8个LED灯）
3. X轴上的8个控制引脚通过设定的编码来点亮8个LED中某几个，并延时相应的时间
4. 重复扫描8个Y轴边完成一个面的点亮，然后再重复扫描其他7个面，便完成了一次光立方的点亮了

（2）光立方驱动电路设计
此光立方采用一个ULN2308驱动芯片（作为Z轴的选择），和8个8路的74HC573锁存器（一个74HC573作为一个Y轴）来驱动8X8X8共512个LED灯。整体电路如图：

总的原理是每一时刻选中573的LE使能脚，使其为低电平，再由573输送次引脚对应的8个LED的亮灭状态，一个阴极点需要8位，即一个字节数据，完成一次完整的显示需要64个字节，此为一帧，要产生动画效果则需要产生中断进入下一帧。

（3）总体硬件电路

3.软件设计
（1）软件说明
光立方的软件设计相对简单，主要根据相应的动画效果的编码对光立方进行动态扫描，软件流程如图：

程序开始运行，获取到要显示的LED所在的层和列然后调用显示子程序点亮LED灯，通过延时程序进行短暂延时后继续获取下一个要显示的LED灯的所在的层和列。
如果你想要设计自己所要的动画效果，可以通过常用的光立方取模软件获得相应的动画编码。

（2）部分显示效果编码

uchar code display[]={
						
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00,0x00,	    //1
					 0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00,0x00,	   
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

					0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x3c,0x24,0x24,0x3c,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x24,0x00,0x00,0x24,0x00,0x00,	    //2
					 0x00,0x00,0x24,0x00,0x00,0x24,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x3c,0x24,0x24,0x3c,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					............
					0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00,0x00,	    //骰子1-49
					 0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00,0x00,	   
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
					 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,}					 

（3）主函数代码

void main()
{
	init();	
	while(1)
	{
		for(i=0;i<8;i++)
		{
			Z = Z_Seg[i];
			for(j=0;j<8;j++)
				{
					Y = Y_Seg[j];
					X = display[count++];
					delay();
				}
			}
		count=64*temp;	
	}
}

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