因为此时只有当P0为1时候,才能够使后端导通。
图3-6 P0端口的1位结构
3.3驱动模块的设计 在这里我们用的是ULN2803达林顿管来做系统的驱动,ULN2803采用AP=DIP18,AFW=SOL18封装方式。8个NPN达林顿晶体管,1-8引脚:输入端;11-18引脚:输出端;9引脚:地端;10引脚:电源+,连接在阵列非常适合逻辑接口电平数字电路(例如TTL,CMOS或PMOS上/ NMOS)和较高的电流/电压,如电灯,电磁阀,继电器,打印锤或其他类似的负载,广泛的使用范围:计算机,工业和消费应用。所有设备功能由集电极输出和钳位二极管瞬态抑制。 该ULN2803是专为符合标准TTL,而制造ULN2804适合6至15V的高级别CMOS或PMOS上。该电路为反向输出型,即输入低电平电压,输出端才能导通工作。
图二 ULN2803内部电路图 (1/8单元)
3.4 光立方整体设计思路
3.4.1 LED灯排序方式设计
如图为光立方的主视图,分别是光立方的八个竖面,阳极的八个端口由单片机P3.5口扩展出来的八个74HC595控制,而阴极则每层相连,由P3.6,P3.7口控制。
图3-8 3D8光立方效果图
3.4.2 LED灯接法方式设计
由于光立方是由8*8*8的512个灯组成的必须每盏灯都是单独控制的,可单片机的I/O口没有那么多,那么我们就要通过扩展I/O口来实现控制,用什么来扩展呢?这里我们用到的是结构简单的74hC593,用它我们就可以一个口扩展成八个口,这样单片机的八个口就可以扩展出8*8一共64个I/O口这样就可以控制LED灯的一个正极那么对于负极我们怎么控制呢,这里我们可以通过共连阴极的方法控制,就是把每层LED的阴极都连在一起,八层就有八个接口,这八个接口通过ULN2803控制接在单片机的另外八个接口上其实我们就是用单片机的16个I/O接口,通过扩展得到了64+8个接口,这样就可以把512个LED灯给控制好了,原理图如图3-9所示。
第八个74HC595八个口 x轴 8到………1从 y轴 第一个74HC595八个口
ULN2803的八个口 图3-9 LED结构设计图
3.5光立方搭建方法 3.5.1将LED从点到线的搭建
准备材料首先要找一块万用板如图3-11,这样就可以保持灯与灯之间的距离保持相等,在这里我们用的是白发蓝的LED灯如图3-12所示,长正短负,我们采用的是共阴的连接方法,所以要把灯的形状折成如图3-13的样子,必须要折成90度,把灯插在原来选好的孔内,两个灯之间的距离是23mm,然后把八个这样的灯焊接好如图3-14所示 ,注意:弯折阴极脚时弯曲处尽量靠近灯体不要留太长,这样焊接阳极时不容易造成短路。
图3-11万能板 图3-12 LED灯的正负极
图3-13 LED灯的形状 图3-14 已搭好的8个LED灯
这样做出一条有八个LED灯组成的共阴极的灯链如图3-15所示,这里要注意焊接的时间和焊锡的用量,要是焊接时间太长就会把LED灯烫坏,用焊锡要均匀,不能太多也不能太少,太少连接不牢固,太多不美观。
图3-15焊接好的8个LED灯链
3.5.2将LED从线到面的搭建
接下把焊好的64个共阴的LED灯的阳极相连如图3-16所示,相连后就得到一个8*8的灯面如图3-17所示,注意:在焊接过程中会产生静电,所以要求电焊铁要接地,焊接完后要用万用表测量每个灯是否正常,是否存在虚焊和击穿。
图3-16阳极相连 图3-17 64个LED焊接图
3.5.3将LED从面到体的搭建
最后把焊好的八个面分别接在做好的电路板上,阳极对应接在八个74HC573的八个引脚上,阴极每一层给连接起来接在ULN2803的输出端口上,这样硬件模块的显示部分就算做好了,如图3-18所示。

