光立方完全解析_若云流风的博客-

最后更新 :2022-12-26 09:03:12

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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/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(PNP三极管做开关管),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,直到完全熄灭。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。

下载地址: ?点击打开链接

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

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