LED立方體詳細(xì)制作教程

這次的立方體，不管是原理圖、源程序、制作流程，都會(huì)像以前一樣毫無保留的分享給大家，“Chinked-out”工作室就是堅(jiān)持開源，毫無保留的分享，借助網(wǎng)絡(luò)，讓大家指出不足，共同進(jìn)步?。?！我向大家保證，工作室后面的師弟會(huì)繼續(xù)做出更好的作品，以后我也會(huì)堅(jiān)持創(chuàng)作！現(xiàn)在我只完成了立方體部分，后期會(huì)推出“USB在線編輯”功能的立方體和“觸摸編輯動(dòng)畫的”立方體，以后的立方體顯示無需下載程序到到單片機(jī)，甚至支持高級(jí)語言編輯動(dòng)畫，也無需其他第三方軟件編輯動(dòng)畫（點(diǎn)擊鼠標(biāo)那是個(gè)很痛苦的事情），適合業(yè)余愛好者。后期程序測(cè)試中，敬請(qǐng)期待！??！

組裝部分

一， 燈珠焊接

最開始的金字塔，我給大家的方案是泡沫板，現(xiàn)在我把焊接燈珠的方式改進(jìn)了，焊接速度更快、質(zhì)量更好，方法如圖：

就是這個(gè)，用一張18X30CM的萬能板，上面焊接上間距2.54的排針，用法如下圖：橫向的孔數(shù)是7個(gè)，縱向孔數(shù)是8個(gè)，這樣焊接出來的燈珠間距就都是8個(gè)了

一目了然，這樣就把燈珠固定好了，如果管腳的彎折方法和我圖片一樣的話（朝下的是正極），那么最優(yōu)的方法是從右到左，從上到下排放。焊接我就不多說了，這個(gè)是最講究的，雖然有這個(gè)模板焊接起來很方便，但焊錫一定要上好，否則開焊后還是很難搞的。溫度要適當(dāng)，免得燒毀燈珠，一般情況下，能把焊錫剛好溶化時(shí)的溫度即可。用這種方法焊接出的點(diǎn)陣，要比用泡沫做模板的點(diǎn)陣質(zhì)量更好，很少有開焊點(diǎn)，取下的點(diǎn)陣橫平豎直，效率上也有了極大的提高。

焊接好的平面如圖：

二， 燈珠組裝

在組裝之前，先準(zhǔn)備2張18X30cm的萬能板，噴上黑色的噴漆，比較常用的那種，價(jià)格不貴，如圖：

再拿出個(gè)8x8的點(diǎn)陣，比劃一下，量好裁剪的尺寸，用斜口鉗剪切還是很方便的。

然后就需要給底板和側(cè)板焊接彎排針，間距都是8個(gè)孔，朝向請(qǐng)自己把握，下面是我做的圖：

我想看了圖后，大家都應(yīng)該明白了，除了彎排針，還要給每個(gè)面的管腳都焊接上2.54的冷壓端子，很容易的，東西也很便宜。這樣做的好處就是非常容易拆裝，第一次的時(shí)候我用的是直排針，結(jié)果就很難組裝，彎排針不會(huì)影響美觀。

在組裝之前，先要焊接底板和側(cè)板焊接上連接線，如圖：

每個(gè)面都是有64根線，我用的是以前零散、沒了頭子的杜邦線，長(zhǎng)度剛剛好夠的，讀者可以自己做線或者買成品，買成品我覺得也不貴，成品線的好處是，一端是8P的插座，另一端是裸線，直接焊接就好。

這個(gè)過程還是相當(dāng)漫長(zhǎng)的，我焊接512個(gè)燈珠用了三個(gè)下午，底板的焊接和接線同樣是三個(gè)下午，可以說，老老實(shí)實(shí)的焊接的話，還是需要一周的時(shí)間的，我希望喜歡DIY的朋友們要有耐心，過程肯定是枯燥乏味的，但成功的喜悅也是難以言喻的。

三， 驅(qū)動(dòng)電路

看上面的圖大家就應(yīng)該知道了，我延續(xù)了以前金字塔的焊接方法，只不過這次是8輸入全部并聯(lián)，沒有遞減到1，輸入的并聯(lián)還是用的廢棄管腳，焊接起來沒什么難度，之所以用2組驅(qū)動(dòng)，是考慮到了電流，每個(gè)面的電流還是不小的，8個(gè)面組合起來電流就更大了，單片機(jī)自己的驅(qū)動(dòng)能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一組的驅(qū)動(dòng)也是不夠的，這是我實(shí)際測(cè)試過的結(jié)果。所以還希望大家不要嫌麻煩，當(dāng)然我更期待網(wǎng)友給出更好的解決方案，既能節(jié)約IC也能減少焊接的工作量。

四， 總裝和美化

這些工作都完成后，就是把每個(gè)面的燈珠組裝上去了，實(shí)在是沒什么難度，如果后期發(fā)現(xiàn)有壞點(diǎn)現(xiàn)象，拆卸也很方便的，補(bǔ)焊就是。然后就是根據(jù)原理圖把后面的總線連接到245的輸出上，每個(gè)面64跟線，64個(gè)輸出與之對(duì)應(yīng)。

初裝好后，就是這樣了：

后面就是美化了，軟件調(diào)試過后，硬件可以正常工作的話，就開始美化，把線都整理好，用熱熔膠固定，在圍上護(hù)板，把電路遮擋起來。我得承認(rèn)，我沒老外做的好，但畢竟人家用的是16位單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)方式不一樣的，自然電路不一樣，這個(gè)電路還算是復(fù)雜的，不過原理簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)上也沒什么難度。

原理圖部分

一，原理介紹

Ledcube1里面的圖是為底面的驅(qū)動(dòng)圖，也就是我實(shí)物的下面的板子和下面的驅(qū)動(dòng)電路原理，大家看到的那64個(gè)發(fā)光二極管代表了64個(gè)共陽極接點(diǎn)，并不是真正的燈珠，這樣畫是因?yàn)?a target="_blank">proteus里我找不到更好的表達(dá)方式了，希望大家切記，那不是真的燈珠，而是底面的64個(gè)共陽極接點(diǎn)（每個(gè)面8個(gè)陽極8個(gè)陰極）。

至于說單片機(jī)（請(qǐng)忽略圖里的AT單片機(jī)，做樣子的），我這次用的是STC12C5A60S2，倒不是因?yàn)?9C52速度不行，而是儲(chǔ)存空間不夠大，我手里64K的單片機(jī)只有這么一塊，所以就用上了，大家不要擔(dān)心普通51單片機(jī)的能力問題，非增強(qiáng)型的單片機(jī)是完全可以勝任這個(gè)程序的，我親自測(cè)試，保證通過。

Ledcube2里面的圖就是側(cè)面板子和驅(qū)動(dòng)的電路了，完全一樣，只不過沒畫出單片機(jī)，側(cè)面245的輸出全部連接的是共陰極，同樣是64個(gè)。

兩個(gè)圖的19腳請(qǐng)大家注意，是兩兩一組的，大家在焊接的時(shí)候也注意到這個(gè)部分的布局，否則以后組裝的時(shí)候還是很麻煩的。

二，注意事項(xiàng)

1

驅(qū)動(dòng)芯片選型：我實(shí)物用的是LS系列245，因?yàn)槲覍?shí)在是比較懶，沒有在所有的輸出上加上拉電阻，因?yàn)長(zhǎng)S系列的剛剛好就和單片機(jī)的TTL電平兼容，即便是P0端口，不加上拉一樣可以直接準(zhǔn)確輸出?？蒆C系列的就不行了，19腳和8跟輸入腳都必須加上拉電阻，否則硬件調(diào)試的結(jié)果是不對(duì)的，這個(gè)也是我親自測(cè)試的結(jié)果。

但不是因?yàn)檫@個(gè)就不選HC系列的，HC的IC扇出系數(shù)（這部分請(qǐng)自行網(wǎng)上學(xué)習(xí)）比相比LS系列就大了很多，也就是說，HC的負(fù)載能力要好，而且功耗低，在兩種IC的發(fā)熱上來說，我是深有體會(huì)的，HC系列的做驅(qū)動(dòng)時(shí)，芯片發(fā)熱不明顯，但LS的就明顯發(fā)熱，雖然發(fā)熱溫度也是符合范圍的，但感覺上還是不舒服的，所以在骨牌時(shí)鐘的時(shí)候，我就用了HC系列的，那時(shí)候用的都是大功率二極管，換成HC的IC后，發(fā)熱明顯降低。

希望讀者根據(jù)自己的實(shí)際情況選用IC，不管選用哪種，都要做好對(duì)應(yīng)的處理方案。

2

限流電阻，我在原理圖上是都畫了限流電阻的，這部分加不加要看你選用什么材質(zhì)的發(fā)光管，我這次用的經(jīng)過測(cè)試，就不需要加限流電阻，但不保證別人選用的也能承受住IC的輸出電流，而導(dǎo)致二極管亮度過亮。大家把買來的二極管一定要做好電流測(cè)試，看你的二極管工作在那個(gè)電流范圍最穩(wěn)定，再選擇對(duì)應(yīng)的電阻，如果大家選用的和我的是一樣，自然就不需要加電阻了，我的制作清單會(huì)附在表格里，給大家參考。

3

原理圖請(qǐng)用proteus7.5版本打開，大家就不要再加我好友問為什么圖打不開或者要99se的圖了，我沒有，也不怎么熟悉那個(gè)軟件。

程序部分

這次的程序依然是匯編，控制部分有60多行，我覺得算是簡(jiǎn)短的程序了。我在這里小小的抱怨下，希望大家不要再問我為什么不用c語言了，今天我可以告訴大家，不用c語言是因?yàn)槲也粫?huì)，我也比較反感別人問我這些，我也知道自己用的是匯編，很多人理解起來有困難，所以我是給了中午注釋的，大家可以根據(jù)程序解構(gòu)和中午注釋來修改成c語言版本的。不懂匯編不是什么問題，但是不懂漢字我就不能再說什么了，本人能力有限，不能再給出c語言程序，希望大家理解。

下面，我根據(jù)我對(duì)c語言的理解，給大家做出c語言的結(jié)構(gòu)

1初始化部分，主要是設(shè)置對(duì)應(yīng)的中斷，定時(shí)工作方式，與匯編是完全一樣的

2 顯示部分

A 把立方體看作8位數(shù)碼管，每個(gè)面即為一個(gè)數(shù)碼管

B，每個(gè)面的顯示原理是和8X8點(diǎn)陣是完全一樣的，保證這段程序正確的，可以直接調(diào)用

C 查表的方式是自0起遞增的，每次加1，每個(gè)畫面查表64次，查表的上限為65536/64，當(dāng)然，實(shí)際的情況是要小于65536的，控制程序的代碼也會(huì)占用rom空間，就會(huì)導(dǎo)致了畫面次數(shù)減少，所以，要想在有限的空間內(nèi)顯示更多的畫面，就得盡量把程序?qū)懙暮?jiǎn)短，當(dāng)然了，有的朋友會(huì)選用更大容量的單片機(jī)，查表的上線自然會(huì)增加。

注意：c語言可以直接定義16位變量，匯編在這方面是比較麻煩的，但好處是我可以調(diào)試程序來直接計(jì)算我的程序可以寫到多少的上限，c語言的方法我就不知道了。但肯定是可以通過調(diào)試計(jì)算出來的。

3中斷部分，為了達(dá)到動(dòng)畫效果切換時(shí)間可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)性，畫面的切換用中斷方式。建議大家像我這樣，把時(shí)間通過一個(gè)變量來表示，這樣每次只需修改一個(gè)變量，就可以設(shè)置動(dòng)畫的速度了。每次發(fā)送中斷后，查表的變量就加64（i=i+64），然后返回顯示程序繼續(xù)顯示，中斷程序只做變量的計(jì)算，改變的是查表的地址。

4循環(huán)

A程序循環(huán)，循環(huán)的條件是i變量不滿足動(dòng)畫顯示的上限值。比如你做了八個(gè)畫面，那么i的的值不滿足8X64時(shí)，就繼續(xù)顯示，滿足就清零從新開始。

B 顯示循環(huán)

這個(gè)比較重要，主題的顯示程序，應(yīng)該是一個(gè)死循環(huán)，一直在顯示一個(gè)畫面，只有中斷產(chǎn)生的時(shí)候，改變了查表的變量，才切換一次動(dòng)畫，每個(gè)畫面都顯示后，注意修正變量，能使其顯示同一個(gè)畫面，不管是查表的變量還是Z軸，Y軸的控制變量，都要進(jìn)行初始化，直到中斷的產(chǎn)生才改變查表的變量數(shù)值。