“畅学杯”创意电子设计大赛
参赛主题：8*8*8灯立方
2013届电气类
设计报告目录
合理控制512个LED灯的亮和灭，编入程序实现不同图案的转换。
光立方是一个采用8*8*8模式的立方体，主要分为两个模块：LED模块，驱动模块，主控模块。LED模块采用引脚式蓝色LED灯，一共八面，每面八列；驱动部分是采用74HC573和ULN2803两种芯片分别控制LED灯的阳极和阴极；主控模块是采用STC89C51单片机为主控芯片。以此来实现设计要求。
1：74HC573芯片8个
2：ULN2008 芯片1个
3：STC89C516单片机1个
4：550个蓝色LED灯
5：电路板
本次设计选用的是3mm蓝色长脚LED灯，它的额定工作电压2.7-4v。它具有功耗低、寿命长优点。连接方式是采用8*8*8方式排列，每一面的阳极串联在一起，面与面之间各个对应灯的阴极连在一起。
阴极水平折弯，将512个LED灯的阴极都弯折成90度，为了焊接的统一性，弯折时尽量保持角度一致。因为条件有限我们就没有制作模板孔模，而是两个人配合，徒手完成，所以可能形状没有那么规整。每焊好一条我们就会检查一下灯珠是否还亮，每一面焊好后也要检查。八个面焊好后再叠加起来，进行焊接，实现8*8*8光立方。
由于LED灯立方体一共64+8个引脚需要控制和驱动，所以选择了74HC573和ULN2803作为驱动芯片。74HC573芯片具有的优点是高阻态、数据锁存、数据缓冲。将其作为每一面64个LED的引脚控制。ULN2803芯片的驱动能力500MA\50V。1-8脚为8路输入，18-11脚为八路输出。应用时9脚接地，10脚接负载。输入低电平时，截止。输入高电平时，饱和。将其作为每一面的开关控制。
将573的8个2-9引脚对应连接到一起；将573的8个11脚接到一起；将573的12-19引脚用来接灯的负极，一共64个。2803的八个引脚用来接灯的正极，8面就是8个引脚，同时把芯片按顺序一次的排列的连接。
硬件检测，检查电路元器件焊接是否正确；检查线路是否存在短路、短路现象，元件有没有虚焊。这个过程是最艰难的，因为有好多地方我们都错了，有的是灯没有接好，有的是线连错了。经过一步步检查，最终交了作品。
程序调试，将编写好的程序写入单片机。第一个测试程序是显示一个8*8*8立方体的边框。图形基本显示出来了，有的灯偏暗。经调试与替换，基本达到要求。
将程序编写完整后，再将所有程序烧写进单片机，得到我们想要的图案。
刚开始的时候因为没有制作木板孔的模型，手也生疏，所以造成我们的立方灯的外形不是特别好看。在焊底座的时候没有那么多的实践经验，所以布线会有瑕疵，我们尽可能的把线布得均匀。写程序是我们遇到的最大的问题，虽然有前人的经验，可是我们想显示自己的图形，为此查阅了大量的资料。制作完成后，就对它进行了演示，采用电源开关直接控制。通电后，就可以看到连续变化的图案了。
此次的比赛设计基本来说是成功的。设计过程中存在的难点主要还是电路的布线和程序的编写。电路板的布线需要我们有大局观和长远的见识。程序的编写需要我们有良好的空间想象力，怎样实现图形的转换，怎样合理的控制每个引脚的高低电平。设计的准备工作中最大的失误是没有准备模板造成灯立方的外形没有想象中的美感。不过此次的设计经历让我们知道无论做什么细致、认真是最重要的。这样可以少走弯路。同时也让我们增长了很多知识，培养了团队协调的能力，有了更多的动手实践经历。总的来说受益匪浅。
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