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视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XNjc4MDMyMzY0.html
因版本不同，驱动板外观有所区别，但灯塔的搭建方式是相同的。
亲自动手制作一个光立方，将能够给你带来无穷乐趣，做好后，还可以把他放在房间里，当作一盏小灯，每到夜晚，光彩夺目。 光立方 1 光立方V1.3介绍
目前市面上大部分的光立方产品都是基于STC的51单片机来控制的，如果你擅长51单片机，这将都不会是问题，但如果你是Arduino用户，或者你精通STM32、MSP430或者其他控制器，那么无形中就会有很多的局限性。我们的推出的光立方，只需要3个IO引脚就能实现对512个LED的控制，也就是说不管你用什么控制器（当然像初级的51是不可以的，内存还是速度都跟不上），你都可以使用。即使你更换新的控制器，你同样可以使用它。光立方的控制非常的简单，对于很多朋友来说，困难之处在于焊接，因为想要512个LED整齐排列，并焊接牢靠，对于一般的人来说并非易事，但事实上是，焊接远没有你想象中的困难。甚至我们不需要借助外部工具，你只需要准备常规的器件即可动手了。 驱动板从左往右，依次是电源开关、音频座、电源座、红外接收头、两个轻触按键、排针，排针引出的端口分别是VCC、GND（可以给外部提供5V电源）；SER、RCK、SCK（驱动板驱动信号）；L、R(左右声道模拟信号输出)；IR（遥控信号输出）；K1、K2（按键输出信号）。排针焊接时需要注意方向，尤其您使用光立方罩时。
图1 排针焊接方式 插件焊接时，根据下图所示焊接：
图2 插件焊接示意图 还需要一些其他的必备工具：
1：电烙铁1把，建议40元左右的，价格太便宜的烙铁不仅使用寿命短，温度也不能够保持恒定，最好带有静电保护的，降低灯珠被静电击穿的概率；
2：焊锡丝4米，经过我们实际操作，一个光立方焊好后差不多使用了0.8mm直径的锡丝3.5米；
3：斜口钳1把，主要用来剪引脚；4：口罩1只，为了自身的健康，这是比不可少的保护，因为这个工程也不是一两分钟的事儿。
2 光立方灯塔焊接
2.1 “点”
灯塔的焊接是从“点”开始，我们先把灯的引脚折弯，如下图所示。左边为Ⅰ型灯，只需要弯折一次，一共需要弯折448个灯珠；右侧为Ⅱ型灯，需要弯折两次，共需要64个灯珠。长脚为阳极，短脚为阴极。
图3 灯引脚折弯（左为Ⅰ型，右为Ⅱ型） 2.2 “线”
512个灯珠安装上节要求弯折好后，我们将进行“线”的焊接，线的焊接非常的简单，不需借用额外的模具，我们的控制板就是很好的模具。如图4所示，先将30MM的铜柱安装在驱动板上。
图4 30MM铜柱安装示意图 铜柱安装到位后，我们将7个Ⅰ型灯、1个Ⅱ型灯的阳极插入驱动板PIN孔中，插件顺序，如图5所示。
图5 两种型号灯排列方式 之后，我们用列子将灯的阴极引脚排列整齐，用烙铁焊接，使引脚相连，如图6所示。焊接时间不可太久，防止灯珠损坏，焊接的烙铁我们建议使用带有静电保护的。
图6 线的焊接 焊接好后，将灯从驱动板上取出，并整理灯的引脚，使引脚之间相互垂直或平行，如图7所示。就以这种方法，完成剩下的63条“线”。
图7 焊接好的“线” 2.3 “面”
64条线焊接完成后，我们的工程已经完成一半了，先偷着乐乐吧。
在面焊接前，我们需要焊接一下驱动板上的芯片与圆孔PIN，焊接时，注意图8中的注意事项。4个5MM白发白氛围灯可以先不焊，等到面都焊接完成后在焊接，引脚暂时不剪。
图8 驱动板焊接 圆孔PIN焊接需垂直于驱动板，这样可以保证灯塔搭建的美观。面的焊接我们就是利用焊好的圆孔PIN作为模板，就可以焊出完美的方格了，以这种方法依次焊好8个面。
图9 面的焊接 8个面全部焊接好后，我们将对灯进行测试，找出坏“点”，及时更换，不然等体焊接好后将会带来更大的麻烦。测试很简单只需要一个3V左右的电源就可以了，当然，电压不能大于3.3V。神马！没有3V电源，嘿嘿。那我们氛围灯的引脚的用处就大大体现了。按照图10连接就可以进行测试了。经过我们的实际操作，没有灯不亮，当然，这不能保证所有。
图10 测试 2.3 “体”
面都测试完成后，我们将进行体的拼装与焊接焊接。如果您觉得阳极的引脚有些长，或者您想给他建个“阳光房”，按照图11所示的方法，将灯的引脚剪齐。
图11 修剪引脚 先将面的阳极引脚插入圆孔PIN中，插入时需稍微用力，并调整灯高度，使灯的高度保持一致。如图12所示：
图12 插入引脚 将面与面之间连接的引脚焊好，焊接时保证面与面之间等距、平行，且垂直于驱动板，将多余的引脚剪去。如图13：
图13 “体”完成 就差层控制线的焊接了，如图14所示：
图14 层控制线焊接 将灰色细线线头剥皮，从H1圆孔的下方穿到上方，将露出的铜丝弯成钩形，焊接在第一层阴极引脚上，将光立方底向上，亲亲拉着细线，用烙铁直接去靠近焊盘与细线，将线的绝缘皮融化、上锡，将细线从根部剪断，这样一根层控制线就焊接完成，这样可以保证层控制线是笔直的，且非常美观。
3 光立方驱动板
光立方驱动板请移步下方下载，74hc595具体的使用方法请移步[url=读芯片手册及595串行实例全解 http://www.yfrobot.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2389]读芯片手册及595串行实例全解[/url]。
建立“体”的空间坐标系，如图15：
图15 坐标系 Z=0为第1层、Z=1为第2层、···Z=7为第8层，在每一层中有8束光（就是我们前面焊接的“线”），一个立方共有64束，我们将他们分别编号为0、1、2···63（图3.1.2），每束光由8个灯组成。例如，第一层，我们分别编号0、1、2、···7。在X=0这个面，有0、8、···56这8束光。
我们数组的编号方式正好对应着数组中数，one[0]控制这光束0上面的8个灯，a[0]=0x01，用二进制表示就是00000001，控制（0，0，0）这个灯被点亮。如果a[1]=0x88，用二进制表示就是10001000，控制灯（1，3，0）和（1，7，0）两个灯亮，这样编号的优点，您会在今后的编程过程中慢慢体会到。
例如一个数组
u8 one[]=
{
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01, ox01,
}
这个数组选择的是Y=0这个面的灯“同时”亮。“同时”我们加双引号，实际上在某一时刻只有一层灯是被点亮，对8层灯进行扫描，利用人眼的视觉停留效果，给人一种同时亮的错觉。
4 程序例解
我们的程序是建立在控制器为“YFstm32核心控制板V1.0”的基础上编写的，程序为C语言编程，有较强的移植性，只需部分修改，就可以在其他控制器中运行。完整程序请到此贴结尾处下载。端口定义函数：
#define SER PBout(8) //串行数据输入
#define RCK PBout(9) //上升沿，串行输出，并行输出并锁存
#define SCK PBout(10) //上升沿，输入到移位寄存器
根据端口设置，将控制器输出端口对应接到驱动板的SER、SCK、RCK上，控制板不驱动板用不同电源时，控制板上GND与驱动板上GND相连。
4.1 驱动函数
数据最先被写入U8，然后通过移位，将数据从U8移到U7···U1，最后被移入U9 ，U9中的数据为层选择信号。
下方贴出的程序为驱动函数：- //595串行接法驱动程序
- //层填充函数，控制某层灯点亮方式
- //Called By:void Frame(u8 *a,u8 speed)
- //Input:*a
- //Output:SER、SCK
- void Storey(u8 *a)
- {
- u8 i , j , num ;
- for(i = 0;i < 8;i++)
- {
- num = a[i]; //将数组中数输入寄存器
- for(j = 0;j < 8;j++) //串行数据输入
- {
- if(num&0x80)
- SER = 1; // SER串行输入端口
- else
- SER = 0;
- SCK = 0; //上升沿，输入到移位寄存器
- delay_us(1);
- SCK = 1;
- num <<= 1;
- }
- }
- }
- //帧控制函数
- //帧,就是影像动画中最小单位的单幅影像画面，相当于电影胶片上的每一
- //格镜头。一帧就是一副静止的画面，连续的帧就形成动画。
- //a是一帧编码起始地址
- //speed表示一帧画面扫描的次数，可以看作这帧显示的时间,这里我们理解为动画速度
- //Calls(被本函数调用的函数):void Storey(u8 *a)
- //Input:*a
- //Output:SER、SCK、RCK
- void Frame(u8 *a,u8 speed)
- {
- u8 i,j,num;
- while(speed--)
- {
- num = 0x01;
- for(i = 0;i < 8;i++) //层数层控制，选通某一层，
- //使得第1层到第8层，依次点亮
- {
- num <<= i;
- RCK = 0;
- for(j = 0;j < 8;j++) //串行数据输入，先写0
- {
- SER = 0;
- delay_us(1);
- SCK= 0; //上升沿，输入到移位寄存器
- delay_us(1);
- SCK = 1;
- }
- for(j =0;j < 8;j++) //串行数据输入，写入层控制数
- {
- if(num & 0x80)
- SER = 1; // SER串行输入端口
- else
- SER = 0;
-
- SCK = 0; //上升沿，输入到移位寄存器
- delay_us(1);
- SCK = 1;
- num <<= 1;
- }
- Storey(a+i*8);//层填充函数，控制某层灯点亮方式
- RCK= 1;
- num=0x01;
- delay_ms(2); // 层显示时间
- }
- }
- }
4.2 动画一- //动画内容是：侧面从左向右依次点亮
- void Face_LtoR(u8 speed)
- {
- u8 b[64]={0};
- u8 x,z;
- for(z=0;z<8;z++)
- {
- b[z*8]=0xff;
- }
- Frame(b,speed);//帧函数
- for(x=1;x<8;x++)
- {
- for(z=0;z<8;z++)
- {
- b[z*8+x]=0xff;
- b[z*8+(x-1)]=0;
- }
- Frame(b,speed);
- }
- All_Light_Off();
- }
4.3 动画二- const u8 dot_tab[64]=
- {
- 0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,
- 0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,
- 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
- 0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,
- 0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,
- 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
- 0x00,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x00,
- 0x00,0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x00,0x00,
- };
- //依次点亮00-1,01-1,02-1,03-1....63-1，笑脸
- void Dot(s8 time, u8 speed)
- {
- u8 b[64] = {0};
- u8 x, z;
- s8 t;
- Frame(b, speed);
- for(z = 0; z<8; z++)
- {
- for(x = 0; x<8; x++)
- {
- b[z * 8 + x] = 0x01;
- Frame(b, speed);
- }
- }
- for(z = 0; z<8; z++)
- {
- for(x = 0; x<8; x++)
- b[z * 8 + x] = dot_tab[z * 8 + x];
- Frame(b, 20);
- }
- t=time;
- while(t--)
- {
- Frame(b, 200);
- }
- }
经过我们的测试，灯全点亮2天两夜，共计48小时，光立方未出现异常。
“光立方V1.4资料”此文件主要包含:
1：驱动板原理图
2：芯片介绍
3：图片
4：光立方驱动程序V1.2--STM32控制
5：光立方--Arduino控制
6：新手理解FFT.pdf
7：基于单片机的音频频谱显示研究_FFT算法原理分析.pdf
8：光立方制作手册V1.3.pdf
9：FFT结果的物理意义.pdf
10：C语言实现FFT(快速傅里叶变换).pdf
光立方制作手册V1.4请点击下载
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发表于 2014-1-14 08:16:17
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