3d光立方_畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，行 7，行 8。 實物效果圖 硬件焊接的最終實物效果圖如下，控制部分（圖 ），顯示部分（圖 ）： 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 14 圖 圖 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 15 軟件設計 自定義頭文件 Keil 軟件是目前最流行開發 MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil 提供了包括 C 編譯器、 宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境( uVision)將這些部份組合在一起。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選。 但是 Keil里沒有 STC12C5A60S2的芯片頭文件，需要在編寫程序時自己添加頭文件，實例如下： //頭文件名字可自行命名 sfr ACC = 0xE0。 //Accumulator 0000,0000 sfr B = 0xF0。 //B Register 0000,0000 sfr PSW = 0xD0。 //Program Status Word CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P 0000,0000 // sbit CY = PSW^7。 sbit AC = PSW^6。 sbit F0 = PSW^5。 sbit RS1 = PSW^4。 sbit RS0 = PSW^3。 sbit OV = PSW^2。 sbit P = PSW^0。 // 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 16 sfr SP = 0x81。 //Stack Pointer 0000,0111 sfr DPL = 0x82。 //Data Pointer Low Byte 0000,0000 sfr DPH = 0x83。 //Data Pointer High Byte //新一代 1T 8051 系列 單片機中斷特殊功能寄存器 //有的中斷控制、中斷標志位散布在其它特殊功能寄存器中，這些位在位地址中定義 //新一代 1T 8051 系列 單片機 I/O 口特殊功能寄存器 sfr P2M0 = 0x96。 sfr P2M1 = 0x95。 sfr P3 = 0xB0。 //8 bitPort3 1111,1111 sfr P3M0 = 0xB2。 sfr P3M1 = 0xB1。 sfr P4 = 0xC0。 //8 bitPort4 1111,1111 sfr P4M0 = 0xB4。 sfr P4M1 = 0xB3。 sfr P4SW = 0xBB。 //Port4 switch //新一代 1T 8051 系列 單片機定時器特殊功能寄存器 sfr TCON = 0x88。 //T0/T1 Control TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 0000,0000 // sbit TF1 = TCON^7。 sbit TR1 = TCON^6。 sbit TF0 = TCON^5。 sbit TR0 = TCON^4。 sbit IE1 = TCON^3。 sbit IT1 = TCON^2。 sbit IE0 = TCON^1。 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 17 sbit IT0 = TCON^0。 // sfr TMOD = 0x89。 //T0/T1 Modes GATE1 C/T1 M1_1 M1_0 GATE0 C/T0 M0_1 M0_0 0000,0000 sfr TL0 = 0x8A。 //T0 Low Byte 0000,0000 sfr TH0 = 0x8C。 sfr TL1 = 0x8B。 //T1 Low Byte sfr TH1 = 0x8D。 //T1 High Byte 還要注意的一點是：在程序編譯的時候一定要記得輸出 .hex文件，因為 STC— 只有 .hex 文件才能下進單片機里去。 生成 .hex 文件的界面說明： 圖 按照上圖中所示的步驟，先在“ Project”中選擇“ Options for Target “ Target 1”” ,在之后出現的界面中，點擊“ Output”選項，就會出現上圖有半部分的界面。選中“ Create HEX File”選項，點擊“ OK”，之后再編譯一下程序，在工程里就會自動生成 .hex文件了。 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 18 電腦端的 ISP 控制軟件 圖 Step1/步驟 1：選擇你所使用的單片機型號，如 STC12C5A60X等 Step2/步驟 2：打開文件，要燒錄用戶程序，必須調入用戶的程序代碼（ *.bin, *.hex） Step3/步驟 3：選擇串行口，你所使用的電腦串口，如串行口 1COM1,串行口2COM2,...有些新式筆記本電腦沒有 RS232串行口 ,可買一條 USBRS232轉接器，人民幣 50元左右。有些 USBRS232轉接器，不能兼容，可讓宏晶幫你購買經過測試的轉換器。 Step4/步驟 4：選擇下次冷 啟動后，時鐘源為“內部 R/C振蕩器”還是“外部晶體或時鐘”（ STC12系列單片機只有內部 R/C振蕩時鐘 ) Step5/步驟 5：選擇“ Download/下載”按鈕下載用戶的程序進單片機內部，可重復執行 Step5/步驟 5， 也可選擇“ ReDownload/重復下載”按鈕 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 19 下載時注意看提示，主要看是否要給單片機上電或復位 , 下載速度比一般通用編程器快。一定要先選擇“ Download/下載”按鈕，然后再給單片機上電復位 (先徹底斷電 )，而不要先上電，先上電，檢測不到合法的下載命令流，單片機就直接跑用戶程序了。 程序流程圖 我們所做的光立方，如圖 ,有三個獨立按鍵，分別是 ， ， ，其中 是控制音頻顯示， ， 。 3個按鍵分別控制三種不同的圖像顯示模式。動畫顯示部分支持用戶自定義圖形。 當工作的單片機檢測到 ，可以同步音頻顯示；當檢測到 下時，可以顯示內置的動畫；當檢測到 ，顯示夜燈模式。 程序流程圖如下頁（ 圖 ）： 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 20 圖 LED 顯示核心思想 該設計光立方的 LED顯示最關鍵的就 是定時器初值的設定。定時器一旦啟動，它便會在原來的數值上加 1計數，若在程序開始時，我們沒有設置 TH0和 TL0，他們默認值都是 0，假設時鐘頻率是 12MHz， 12個時鐘周期為一個機器周期，那么此時機器周期就是 1us，計滿 TH0和 TL0就需要1621個數 ,再來一個脈沖計數器溢出，隨即向 CPU申請中斷。因此溢出一次共需 65535us，約等于 50ms的話，那么需要先給 TH0和 TL0裝一個初值，在這個初值的基礎上計 50000個數后，定時器溢出，此時剛好就是 50ms中斷一次，當需定時 1s時，我們寫程序是當產生 20次 20ms的定時器中斷后便認為是 1s，這樣便可精確控制時間了。 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 21 一般延時程序分為兩種寫法：粗略延時和精確延時。 如果想用不太嚴格的延時的話，程序一般可這樣書寫： include define uint unsigned int void delay(uint z) { int a,i,j。 for(a=z。a0。a) for (i=1000。i0。i) for(b=110。b0。b) 。 } 其中 z代表你想延長的時間，單位為秒。 精確的延時程序一般需要用到中斷，模塊話書寫如下： include unsigned char num。 Void T0_time() interrupt 1 { TH0=(6553545872)/256。 //重裝初值 TL0=(6553545872)%256。 num++。 //num 每加 1 次判斷一次是否到 20 次 If( num = =20) //如果到了 20 次，說明 1 秒時間到 { num=0。 //然后把 num 清零重新再計 20 次 led1= ~led1。} //讓發光二極管狀態取反 } 其中，在定時器初始化時需要先選擇工作方式，之后才能賦初值。針對晶振為 50ms的初值是 45872。 使用哪一種延時可根據需要而定，本設計中兩種延時程序均有應用到。 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 22 顯示部分測試結果 由于 Proteus軟件里沒有該設計所用的單片機，且測試程序大于 51單片機的 8K內存。所以本設計在測試時，是用已有的單片機上的 8位數碼管進行測試的。由于測試硬件的限制，只能仿真一層的部分。 結果如下 圖（圖 ）： 圖 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 23 硬件焊接與調試 本設計所需材料 燈 LED 燈珠，最好選擇長腳 5mm，霧狀（乳狀）藍色的燈珠（如下頁圖 ），效果更好。記住，長腳的，不要短腳的 3mm 的也可以，當然也能自己換喜歡的顏色，個人推薦藍色。制作光立方至少需要 512個，建議買 550 個，價格在 7090 元一包（含郵費），店家一般不會散賣的。這樣的燈我是在淘寶網上購買的。 圖 74HC573 芯片 74HC573鎖存器，至少 8 個，記得要 12 元左右的，太便宜的可能是用過返新的，IC 芯片都 是一分錢一分貨，便宜的全是舊的，別老想著貪便宜。（建議最好買十個，多買兩個以備特殊情況。） 自制雙聲道音頻插頭 一般的耳機都分左聲道和右聲道，從外面看來是兩根接線，分別接右耳機和左耳機。可以找一個廢舊的耳機，把耳機線剝開，你會看到每條黑線中都有兩條線，其中有一條是地線。 下面是找到地線的方法： 把撥開的耳機線先用火燒掉線上面的絕緣漆，然后選任一聲道，把兩條線分別接一個 LED的正負 極，如果 LED亮了，接 LED的負極的那根線就是地線。 河南理工大學畢業設計（論文）說明書 24 最后把兩個聲道的負極街道一起，與三根杜邦線相連接，自制的雙聲道音頻插頭就做好了。如下頁圖（圖 ）： 圖 其他材料 由于以上兩中材料選材好壞對最終成品影響較大，所以特別提醒注意，以下是其他材料清單： 材料名稱 數量 備注 ULN2803 2 至少 1 個 IC 座（ 20P） 12 至少 9 個 焊接線 1 卷 推薦 WIRE WRAPPING WIRE 排阻（ 8J） 1 也可以不用 單排針（ 20P） 10 40P 的也可 雙排彎排針（ 40P） 2 接排線和固定面板需要 杜邦線（ 40 根） 2 組 最好要質量好的 單片機（ STC12C5A60S2） 1 單片機最小系統 1 最好支持 USB下載程序的 萬能板（ 12*18） 2 最好用質量好的綠油板 萬能板（ 18*30） 2 制作 LED 焊接模板 焊錫 1 卷 最好選