STC12C5A60S2单片机LED光立方景观灯设计+源程序(2)
论文研究内容安排：
本文研究的景观灯系统主要包括如下三个部分：
控制模块：景观灯的控制模块由STC单片机及其周边器件组成，其中，STC单片机为系统的控制中枢。
驱动电路：使用2803芯片，一个芯片相当于8个三极管，能够提供较大的电流，减少电子器件的用量。
显示模块：由512个LED灯珠连接而成立体发光格子，利用单片机来控制各个格点LED的亮灭，以达到立体画面的效果。
1. 元件的介绍
电子元器件型号种类很多，到底哪一种是本次设计所需要的呢，本章节我就来介绍下这个景观灯系统所需要的主要的电子器件。
1.1 雾状白发蓝LED灯珠
LED是一类能发光的半导体，所以工作时只能用直流电源，通常使用的电压在DC2-25V之间，因产品参数不同工作电压也不同，也有少数工作电压达到DC32V、DC48V，所以它在日常使用中显得更加安全，因而在公共场所得到了广泛应用。常用的LED灯珠光发散比较厉害，影响视觉效果，本文放弃常用的草帽型LED，采用雾状白发蓝灯珠，如图1，其工作电压为3V-4V，工作电流3mA-9mA。
图1 雾状白发蓝灯珠实物图
1.2 STC12C5A60S2单片机
本设计采用的是STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机。该系列单片机具有单时钟机器周期。与旧一代的单片机（如8051）相比，该系列单片机在性能上有显著提高，如处理速度高、节能、超强抗干扰和指令代码完全兼容等[5]。单片机内存容量大，采用了FLASH技术，使用这种技术的存储可以立即擦除和重写。该型号的单片机在设计上包含了MAX810专门通道和8路高速A/D转换，数据转换速率最高可达250K/S，适用于强电磁场环境。
1.3 74HC573透明锁存器
74HC573是一种透明锁存器。该锁存器输入端口与CMOS输出端口兼容，外部接上拉电阻，就能和LS/ALSTTL输出端通用。在锁存使能变成低电位的时候，在建立时符合锁存器规定的那一部分数据就会被锁存。输出呈现出高阻抗状态时，可以允许多个芯片输出的同时，在输入数据停止后，在芯片的输出端，这些数据仍将会保持下来。
1.4 ULN2803芯片
ULN2803芯片尤其适合用于连接低逻辑电平数字电路和对电流电压要求较高的接口，应用范围广，在计算机，景观灯、继电器以及其它类似负载都有应用。
2. 景观灯系统的工作原理与结构
要想设计一款好的电子产品，我们需要先来搞清楚它的工作原理和基本的结果组成。本章我将主要围绕工作原理和三大模块的组成来讲述。
2.1 工作原理
景观灯系统通过控制每一层的64个灯珠的点亮与熄灭，在此基础上控制各个层依次点亮熄灭，另外人的眼睛具有视觉停留效应，各个灯珠点亮的时间相差很短，于是在视觉停留效应下我们看到的就将是一幅画面而非一个个的亮点。由点阵相关知识知道，如果要控制8×8平面点阵，如图2（a），那么需要16个管脚，我们制作的显示模块有8层8×8平面点阵，如图2（b），所以我们还需要用8个管脚来作为每一层平面点阵的“开关”[6]。将64个LED阳极连在一起，再连到这个管脚上。在74HC573中暂存这64个LED点亮与熄灭的信息，然后输出到灯珠上，573的64个输出管脚控制前文所描述的每一个面的灯珠；每层灯珠的阴极共同接入2803，再由2803控制每一竖直方向的灯珠。通过单片机来控制各个位于立方格点处的LED的亮灭，便可以控制立体灯箱来展现想要显示的图像。
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