单片机痴狂者的DIY:LED光立方制作

　　本内容为大家带来了LED光立方制作的全过程,现在只完成了立方体部分，后期会推出”USB在线编辑”功能的立方体和”触摸编辑动画的”立方体，以后的立方体显示无需下载程序到到单片机，甚至支持高级语言编辑动画，也无需其他第三方软件编辑动画(点击鼠标那是个很痛苦的事情)，适合业余爱好者。

　　组装部分

　　一， 灯珠焊接

　　最开始的金字塔，我给大家的方案是泡沫板，现在我把焊接灯珠的方式改进了，焊接速度更快、质量更好，方法如图：

　　

　　就是这个，用一张18X30CM的万能板，上面焊接上间距2.54的排针，用法如下图：横向的孔数是7个，纵向孔数是8个，这样焊接出来的灯珠间距就都是8个了

　　

　　

　　一目了然，这样就把灯珠固定好了，如果管脚的弯折方法和我图片一样的话(朝下的是正极)，那么最优的方法是从右到左，从上到下排放。焊接我就不多说了，这个是最讲究的，虽然有这个模板焊接起来很方便，但焊锡一定要上好，否则开焊后还是很难搞的。温度要适当，免得烧毁灯珠，一般情况下，能把焊锡刚好溶化时的温度即可。用这种方法焊接出的点阵，要比用泡沫做模板的点阵质量更好，很少有开焊点，取下的点阵横平竖直，效率上也有了极大的提高。

　　焊接好的平面如图：

　　

　　二， 灯珠组装

　　在组装之前，先准备2张18X30cm的万能板，喷上黑色的喷漆，比较常用的那种，价格不贵，如图：

　　

　　再拿出个8×8的点阵，比划一下，量好裁剪的尺寸，用斜口钳剪切还是很方便的。

　　然后就需要给底板和侧板焊接弯排针，间距都是8个孔，朝向请自己把握，下面是我做的图：

　　

　　我想看了图后，大家都应该明白了，除了弯排针，还要给每个面的管脚都焊接上2.54的冷压端子，很容易的，东西也很便宜。这样做的好处就是非常容易拆装，第一次的时候我用的是直排针，结果就很难组装，弯排针不会影响美观。

　　在组装之前，先要焊接底板和侧板焊接上连接线，如图：

　　

　　

　　每个面都是有64根线，我用的是以前零散、没了头子的杜邦线，长度刚刚好够的，读者可以自己做线或者买成品，买成品我觉得也不贵，成品线的好处是，一端是8P的插座，另一端是裸线，直接焊接就好。

　　这个过程还是相当漫长的，我焊接512个灯珠用了三个下午，底板的焊接和接线同样是三个下午，可以说，老老实实的焊接的话，还是需要一周的时间的，我希望喜欢DIY的朋友们要有耐心，过程肯定是枯燥乏味的，但成功的喜悦也是难以言喻的。

　　三， 驱动电路

　　看上面的图大家就应该知道了，我延续了以前金字塔的焊接方法，只不过这次是8输入全部并联，没有递减到1，输入的并联还是用的废弃管脚，焊接起来没什么难度，之所以用2组驱动，是考虑到了电流，每个面的电流还是不小的，8个面组合起来电流就更大了，单片机自己的驱动能力是远远不够的，一组的驱动也是不够的，这是我实际测试过的结果。所以还希望大家不要嫌麻烦，当然我更期待网友给出更好的解决方案，既能节约IC也能减少焊接的工作量。

　　四， 总装和美化

　　这些工作都完成后，就是把每个面的灯珠组装上去了，实在是没什么难度，如果后期发现有坏点现象，拆卸也很方便的，补焊就是。然后就是根据原理图把后面的总线连接到245的输出上，每个面64跟线，64个输出与之对应。

　　初装好后，就是这样了：

　　

　　后面就是美化了，软件调试过后，硬件可以正常工作的话，就开始美化，把线都整理好，用热熔胶固定，在围上护板，把电路遮挡起来。我得承认，我没老外做的好，但毕竟人家用的是16位单片机，驱动方式不一样的，自然电路不一样，这个电路还算是复杂的，不过原理简单，程序设计上也没什么难度。

　　原理图部分

　　一，原理介绍

　　Ledcube1里面的图是为底面的驱动图，也就是我实物的下面的板子和下面的驱动电路原理，大家看到的那64个发光二极管代表了64个共阳极接点，并不是真正的灯珠，这样画是因为proteus里我找不到更好的表达方式了，希望大家切记，那不是真的灯珠，而是底面的64个共阳极接点(每个面8个阳极8个阴极)。

　　至于说单片机(请忽略图里的AT单片机，做样子的)，我这次用的是STC12C5A60S2，倒不是因为89C52速度不行，而是储存空间不够大，我手里64K的单片机只有这么一块，所以就用上了，大家不要担心普通51单片机的能力问题，非增强型的单片机是完全可以胜任这个程序的，我亲自测试，保证通过。

　　Ledcube2里面的图就是侧面板子和驱动的电路了，完全一样，只不过没画出单片机，侧面245的输出全部连接的是共阴极，同样是64个。

　　两个图的19脚请大家注意，是两两一组的，大家在焊接的时候也注意到这个部分的布局，否则以后组装的时候还是很麻烦的。

　　二，注意事项

　　1

　　驱动芯片选型：我实物用的是LS系列245，因为我实在是比较懒，没有在所有的输出上加上拉电阻，因为LS系列的刚刚好就和单片机的TTL电平兼容，即便是P0端口，不加上拉一样可以直接准确输出。可HC系列的就不行了，19脚和8跟输入脚都必须加上拉电阻，否则硬件调试的结果是不对的，这个也是我亲自测试的结果。

　　但不是因为这个就不选HC系列的，HC的IC扇出系数(这部分请自行网上学习)比相比LS系列就大了很多，也就是说，HC的负载能力要好，而且功耗低，在两种IC的发热上来说，我是深有体会的，HC系列的做驱动时，芯片发热不明显，但LS的就明显发热，虽然发热温度也是符合范围的，但感觉上还是不舒服的，所以在骨牌时钟的时候，我就用了HC系列的，那时候用的都是大功率二极管，换成HC的IC后，发热明显降低。

　　希望读者根据自己的实际情况选用IC，不管选用哪种，都要做好对应的处理方案。

　　2

　　限流电阻，我在原理图上是都画了限流电阻的，这部分加不加要看你选用什么材质的发光管，我这次用的经过测试，就不需要加限流电阻，但不保证别人选用的也能承受住IC的输出电流，而导致二极管亮度过亮。大家把买来的二极管一定要做好电流测试，看你的二极管工作在那个电流范围最稳定，再选择对应的电阻，如果大家选用的和我的是一样，自然就不需要加电阻了，我的制作清单会附在表格里，给大家参考。

　　3

　　原理图请用proteus7.5版本打开，大家就不要再加我好友问为什么图打不开或者要99se的图了，我没有，也不怎么熟悉那个软件。

　　程序部分

　　这次的程序依然是汇编，控制部分有60多行，我觉得算是简短的程序了。我在这里小小的抱怨下，希望大家不要再问我为什么不用c语言了，今天我可以告诉大家，不用c语言是因为我不会，我也比较反感别人问我这些，我也知道自己用的是汇编，很多人理解起来有困难，所以我是给了中文注释的，大家可以根据程序解构和中文注释来修改成c语言版本的。不懂汇编不是什么问题，但是不懂汉字我就不能再说什么了，本人能力有限，不能再给出c语言程序，希望大家理解。

　　下面，我根据我对c语言的理解，给大家做出c语言的结构

　　1初始化部分，主要是设置对应的中断，定时工作方式，与汇编是完全一样的

　　2 显示部分

　　A 把立方体看作8位数码管，每个面即为一个数码管

　　B，每个面的显示原理是和8X8点阵是完全一样的，保证这段程序正确的，可以直接调用

　　C 查表的方式是自0起递增的，每次加1，每个画面查表64次，查表的上线为65536/64，当然，实际的情况是要小于65536的，控制程序的代码也会占用rom空间，就会导致了画面次数减少，所以，要想在有限的空间内显示更多的画面，就得尽量把程序写的简短，当然了，有的朋友会选用更大容量的单片机，查表的上线自然会增加。

　　注意：c语言可以直接定义16位变量，汇编在这方面是比较麻烦的，但好处是我可以调试程序来直接计算我的程序可以写到多少的上限，c语言的方法我就不知道了。但肯定是可以通过调试计算出来的。

　　3中断部分，为了达到动画效果切换时间可准确调节性，画面的切换用中断方式。建议大家像我这样，把时间通过一个变量来表示，这样每次只需修改一个变量，就可以设置动画的速度了。每次发送中断后，查表的变量就加64(i=i+64)，然后返回显示程序继续显示，中断程序只做变量的计算，改变的是查表的地址。

　　4循环

　　A程序循环，循环的条件是i变量不满足动画显示的上限值。比如你做了八个画面，那么i的的值不满足8X64时，就继续显示，满足就清零从新开始。

　　B 显示循环

　　这个比较重要，主题的显示程序，应该是一个死循环，一直在显示一个画面，只有中断产生的时候，改变了查表的变量，才切换一次动画，每个画面都显示后，注意修正变量，能使其显示同一个画面，不管是查表的变量还是Z轴，Y轴的控制变量，都要进行初始化，直到中断的产生才改变查表的变量数值。