光立方完全解析

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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
}
}
}
}