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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:
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,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
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。
[cpp] view plaincopy
- 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,之道完全熄灭。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。
[cpp] view plaincopy
- /*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。
[cpp] view plaincopy
- 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; //将阴极P0取出
- P2=tabP2[j]; //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。
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