光立方校赛论文.doc

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1、黑龙江科技大学Heilongjianguniversityofscienceandtechnology第十届电子设计大赛8*8*8光立方设计论文院系：电气与控制工程学院组别：成员：苏继恒孙雨鑫指导老师：韩龙2014年5月25日目录1引言32系统设计32.1设计要求32.2总体设计方案33单元硬件电路设计43.1音频采集模块43.2红外遥控模块43.4单片机STC12C5A60S核心模块53.4.1单片机芯片的选择53.4.2时钟及复位电路53.5按键控制模块64系统软件设计74.1主程序流程图74.2音频信号采集及控制设计流程

2、图85系统调试85.1硬件调试85.2硬件元器件明细表86心得体会9参考文献91引言：本光立方LED显示器由基于51单片机的STC12C5A60S芯片为主控制器，通过74hc595+apm4953驱动发光二极管进行显示，采用该方法可以用较少的单片机I/O口来控制LED变换，而遥控部分则采用HX1838红外接头与MP3红外遥控器完成，可用遥控器控制显示启动，而音频信号采集则是采用STC12C5A60S芯片自带的AD转换功能，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后对信号进行显示。该系统能精确转化频率为20HZ~10HZ的信号。

3、是理想的DIY光立方显示器。2系统设计：设计要求：1.四面清晰显示汉字“电控学院”，并循环显示；2.可设置按钮播放音乐，当音乐响起，光立方同时显示声强柱；播放音乐的音量可调节；3.光立方可显示不同颜色，并分层显示不同颜色，类似彩虹蛋糕；4.通过遥控器启动和关闭光立方；5.可发挥设计创新的动画效果。总体设计方案：由基于51单片机的STC12C5A60S芯片为主控制器发出信号通过74HC138发出阴极信号到74hc595处理后流进APM4953增强电压，最后阳极信号再由74HC138控制。按键部分采用外部中断控制，红外遥控器则是采

4、用HX1838红外接头接受遥控器发出的信号进而控制主控制器发出信号，音频信号由音频播放器发出经过STC12C5A60S芯片的AD功能转换之后因由STC12C5A60S进行变换和处理，分析其频谱特点和各个频率点的功率值，然后送出显示。LED显示STC12C5A60SAD转换器遥控器按键周期判断与检测信号3单元硬件电路设计：音频采集模块：音频信号由音频播放器发出经过STC12C5A60S芯片的AD功能转换之后因由STC12C5A60S进行变换和处理，分析其频谱特点和各个频率点的功率值，然后送出显示。红外遥控模块：遥控部分则采用HX

5、1838红外接头与MP3红外遥控器完成，可用遥控器控制显示启动。STC12C5A60S芯片模块：STC12C5A60S2单片机内部就自带高达60KFLASHROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除，STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。按键控制模块

6、：结构简单，如图所示。4系统软件设计：主程序设计：模块初始化显示检测红外信号No红外信号关闭？音频转换YesNo按键确认完成？显示检测按键信号Yes动画显示音频信号采集设计：20HZ？模块初始化No再次取数据并增强Yes采样数据，储存并运算后显示不断更新数据5系统调试：硬件检测：经过多次调试，该设备结构简单，连接合理，在100次的调试中成功率高达90%。故可以大部分达到实验的目的。硬件检测明细表：110KΩ±5%1/8W2230P±10%50V2316V/470μF8*11mm14510Ω±5%1/8W856X6X7轻触按键4

7、6发光二极管-F3黄色1774HC595N883.5MM螺丝头49HX1838红外接收头11022.1184M111DC005电源座112CON4直插立式座11374HC138114IC插座-DIP-40115光敏电阻5516116APM4953417CON1直插单排圆孔排母7218STC12C5A60S-35I1193.5mm立体声带开关耳机座22074HC245D221发光二极管-F5蓝色52022黑色连接线1235V2000MA开关电源1243.5MM音频线125MAX232下载器套件12621键红外MP3遥控器127电

8、路板FR416心得体会：通过本次比赛准备学会了坚持和钻研的精神，学会了使用74hc595这款锁存器和AD转化，学会了在电气领域的学习中应该认真努力，和创新多变，也由于专业知识的不足，导致部分功能无法实现，希望通过以后的学习弥补这次的不足。参考文献：51单片机C语言教程——郭天