光立方畢業(yè)設(shè)計論文

..基于STC12C5A60S2的光立方設(shè)計【摘要】本次設(shè)計使用512個LED燈制作8*8*8的LED立方體，命名為光立方。采用STC12C5A60S2芯片作為主控，8個74HC573鎖存器和一個ULN2803芯片擴展I/O口，作為外圍控制。通過編程控制I/O口，點亮指定的LED燈，使得顯示不同的畫面。8*8*8光立方因點亮LED燈將會形成各種圖形，如愛心、數(shù)字、雨滴、正方體等十幾種畫面。整個立體呈現(xiàn)不同的造型和圖案，動畫銜接完美，使其變得美輪美奐、絢麗多彩，立體感十足。此外，我們還可以外接音頻輸入，通過AD采樣，快速傅里葉變換FFT，可以讓光立方顯示音頻頻譜。經(jīng)過系統(tǒng)測試，最終到達設(shè)計要求。【關(guān)鍵詞】光立方STC12C5A60S274HC573ULN2803BasedonSTC12C5A60S2oftheLightCubeDesign【Abstract】:The8*8*8LEDcubeismadeof512LEDlights，namedLightCubewhichusedSTC12C5A60S2asmaincontrolchip，ithas874HC573latchesextendedI/Oports,andaULN2803chipasoutcontrol.ThroughprogrammingcontrolI/Oport,theLEDlight.8*8*8cubiclightforlightledswillformavarietyofgraphics,suchasloveheart,numbers,rain,cubeandsoon.animation,cohesionisperfect,stereosenseisdye-in-the-wood.Inaddition,wealsocanexternalaudioinput,throughtheADsampling,fastFouriertransformFFT,canletlightcubedisplayaudiospectrum.Afterthesystemtest,finallytomeetthedesignrequirements.【Keywords】:TheLightCubeSTC12C5A60S274HC573ULN2803目錄13570【摘要】218094【Abstract】216307目錄328875第一章引言169951.1光立方的研究意義1120331.2開展歷程和現(xiàn)狀1143551.3光立方的功能和特點158171.4光立體的優(yōu)越性以及主要應(yīng)用131394第二章控制模塊設(shè)計3181862.1系統(tǒng)總框圖3210842.2總體方案的選擇351092.2.1主控芯片3176492.2總體方案的選擇3121162.2.1主控芯片371882.2.2電源選擇498052.2.3元件選擇422947第三章光立方顯示局部概述7162053.1光立方的制作7282223.1.1光立方的原理7258073.1.2LED燈的選用7198103.1.3LED燈的焊接8275243.2顯示局部檢測94991第四章硬件設(shè)計12139754.1最小系統(tǒng)12219284.2按鍵模塊1248894.3功放模塊12122324.3.1功放原理圖13112374.4呼吸指示燈1334604.5豎排控制電路14167554.6光立方層控制電路15192534.7硬件電路焊接16280194.8元件清單1930619第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計20143845.1軟件設(shè)計總體思路2010775.1.1程序設(shè)計框圖20138295.1.2顯示程序設(shè)計213033圖5-3伸縮動畫流程圖22107445.1.3音頻信號頻譜分析2322485第六章系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果2588976.1軟件調(diào)試25155876.2光立方初步調(diào)試26216266.2.1檢查電源2660606.3光立方最終調(diào)試27154636.4光立方測試遇到的問題287862結(jié)論3029690致語3130347參考文獻3217136附錄334069附錄1：實物圖3318247附錄2：系統(tǒng)總原理圖3426707附錄3：呼吸燈PCB352508附錄4：光立方主程序35第一章引言本章簡要介紹了光立方的研究意義、開展和現(xiàn)狀，以及所設(shè)計光立方的功能特點，光立方的優(yōu)越性，并依此提出了本論文研究的主要容。1.1光立方的研究意義LED點陣顯示屏已經(jīng)應(yīng)用到了我們生活中的方方面面，科技開展的腳步一直向前，3D電影給人帶來了震撼的視覺體驗，于是想設(shè)計出一種3D顯示屏。通過學(xué)習(xí)"單片機原理與應(yīng)用〔第二版〕"一書，知道LED靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，以及兩種顯示的控制方法。LED點陣顯示屏的特點有比數(shù)碼管實用、廉價、亮度高等優(yōu)點，而且做出來的LED顯示很耐用。具有亮度高、工作電壓低、功耗低、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點。LED顯示屏開展前景極為廣闊，利用LED做成3D顯示屏，3DLED顯示不僅可以像LED點陣一樣顯示平面動態(tài)或靜態(tài)圖案，同時還可以立體顯示動態(tài)或靜態(tài)圖案，打破了傳統(tǒng)平面顯示的方式。更是給人不同視覺盛宴。1.2開展歷程和現(xiàn)狀二十一世紀將是平板顯示的時代，根底材料產(chǎn)業(yè)化，使LED燈生產(chǎn)工藝更加完善，本錢更低，應(yīng)用加快開展。LED產(chǎn)品性能的提高，使全彩顯示屏的亮度、色彩、白平衡均到達了比擬理想的效果，完全可以滿足各種相對復(fù)雜的壞境條件要求。同時，由于全彩色顯示屏價格性能比的優(yōu)勢，預(yù)計在未來幾年中的開展中，全彩LED3D顯示屏在戶外廣告媒體中越來越多的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磁翻板、燈箱、霓虹燈等產(chǎn)品，體育場館、舞臺的顯示方面全彩LED3D顯示屏更會成為主流產(chǎn)品。全彩色LED3D顯示屏的廣泛應(yīng)用會是LED3D顯示產(chǎn)業(yè)如開展的一個新的增長點。未來LED3D顯示屏?xí)蛑?guī)化、標準化、產(chǎn)品構(gòu)造多樣化等方向開展。目前，我國主要的LED廣告大屏幕制造廠商主要集中在華北、華東、華南區(qū)域，大型制造商的市場圍幾乎覆蓋了整個中國市場。國產(chǎn)LED大屏幕性價比比擬高，以其獨有的優(yōu)勢占據(jù)了很大一局部市場份額。我國LED顯示屏產(chǎn)業(yè)的快速開展，逐步形成了一批具有一定規(guī)模的骨干企業(yè)，而且產(chǎn)品不斷推出新，使LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為我國電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成局部，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足國形成的民族高科技產(chǎn)業(yè)。1.3光立方的功能和特點1、8*8*8的LED陣列立體顯示器。2、連貫圖形顯示效果，渾然一體，一氣呵成，能給欣賞者帶來立體的可視的震撼視覺效果。3、超炫的立體動態(tài)顯示，多種顯示樣式，如面平移、數(shù)字倒計時、方框伸縮、心跳動、雨滴等十多種動畫。4、具有音頻頻譜顯示模式，可隨音頻同步顯示，給欣賞者視覺和聽覺雙重體驗。5、全開放式用戶自定義操控，用戶可根據(jù)自己的喜好自行編寫對應(yīng)的程序。6、光立方置兩種模式：圖形自動播放模式、音頻顯示模式，K2選擇音頻模式，K3選擇圖形自動播放模式。1.4光立體的優(yōu)越性以及主要應(yīng)用1.3D以其亮度高，功耗低，視角大，壽命長，可視距離遠等優(yōu)點而具有極為廣闊的開展前景。隨著人們生活水平的提高，3DLED逐漸應(yīng)用于各行各業(yè)。人們對其的要求也越來越高，已經(jīng)不再滿足于二維平面，進而轉(zhuǎn)向三維平面。3DLED的出現(xiàn)是一個很好的契機。2.LED光立體極具欣賞性，人們可以根據(jù)自己的要求，設(shè)計不同的圖案，展現(xiàn)不同的立體效果?？梢哉f它是變幻無窮的。因其極欣賞性，使人們在承受信息，數(shù)據(jù)的同時更加印象深刻，使信息的傳輸更有效率。3.隨著3D技術(shù)的逐步開展，3DLED被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實生活中，比方LED顯示屏，LED圖像，LED立體攝影。這些技術(shù)在我們的生活中隨處可見，電影院，會議場合，舞臺設(shè)計，以及各種娛樂場所。第二章控制模塊設(shè)計2.1系統(tǒng)總框圖光立方系統(tǒng)主要框圖如圖2-1所示，主要包括主控局部、LED顯示局部、電源模塊、功放模塊、以及呼吸指示燈模塊五局部。電源開關(guān)翻開后，呼吸指示燈工作，系統(tǒng)初始化完成后，等待選擇音頻顯示還是動畫自動播放模式，進入音頻模式后可伴隨音頻顯示"跳舞〞動畫。圖2-1圖系統(tǒng)方框圖2.2總體方案的選擇主控光立方系統(tǒng)主要框圖如圖2-1，主要包括主控局部、LED顯示局部、電源模塊、運放模塊、以及呼吸指示燈模塊五局部。整個系統(tǒng)又分軟件局部和硬件局部，良好的硬件設(shè)計為軟件的執(zhí)行提供支撐，為系統(tǒng)工作提供硬件實體；軟件為系統(tǒng)的工作提供各種算法，軟件與硬件的的結(jié)合，是系統(tǒng)高效工作的根底。2.2總體方案的選擇主控芯片本次設(shè)計首先要實現(xiàn)光立方的立體掃描，產(chǎn)生出特定的顯示效果。通過設(shè)計多種多樣的動態(tài)圖畫，給人一種絢麗多彩的效果。此外還要求顯示效果能依音樂節(jié)奏而跳動，這就要求對音樂進展采集。對音樂采集可以采用獨立AD芯片，或者選用帶AD轉(zhuǎn)換功能的MCU。為此，有三種選擇。選擇一：采用STC89C52單片機作為主控，獨立AD0808或者AD0804芯片用做音頻采集。選擇二：采用紅晶科技公司的STC12C5A60S2芯片作為主控。STC12C5A60S2芯片有以下幾個特點：〔1〕其和8051指令、管腳完全兼容。片的具有大容量程序存儲器且是FLASH工藝的。低功耗設(shè)計，擦寫次數(shù)10萬次以上。自帶高達60K字節(jié)FLASHROM，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，具有串口燒寫編程功能。I/O口驅(qū)動電流均可到達20mA，但整個芯片最大不得超過100mA。另外同樣晶振的情況下，速度是普通51單片機的8~12倍，有8路10位ADC，采樣速度可到達25萬次/秒，且超強抗干擾。選擇三：采用DSP芯片作為主控。DSP又叫數(shù)字信號處理器。顧名思義，DSP主要用于數(shù)字信號處理領(lǐng)域，非常適合重復(fù)運算，高密度及大數(shù)據(jù)容量的信號處理?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、便攜式儀表、便攜式計算機和雷達、圖像、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。其優(yōu)點有：DSP具有硬件乘法器以及特殊指令，依靠硬件乘法器單周期完成乘法運算。具有專門的信號處理指令,相對于其他微處理器用軟件實現(xiàn)各種算法速度快好多倍。芯片置544字的高速SRAM。通過分析以上三種方案，都有其各自優(yōu)點而且都可以實現(xiàn)控制過程。DSP的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色，價格較高，本次設(shè)計也沒必要那么高的處理速度。單片機的技術(shù)門檻較低，開發(fā)本錢也較低。STC89C52芯片本錢很低，在處理速度上較STC12C5A60S2慢的多，容量也小，。同時為實現(xiàn)本次設(shè)計，還需外加AD采集芯片，加大硬件設(shè)計難度。由于光立方的動畫效果和程序量比擬大，而且要求相比照擬高?？紤]到價格，性能方面因素，最終選取處理速度較快、存儲較大且價格適中的STC12C5A60S2芯片作為核心控制芯片。2.2.2電源選擇直接采用5V移動電源。2.2.3元件選擇〔1〕由于燈的個數(shù)比擬多，每層64個LED并聯(lián)共陰，這樣分流到每個LED的電流會變得非常小，會造成無法點亮或者半亮，影響顯示效果。因此所需要的電流相對也比擬大，可以選擇ULN2003或者ULN2803，兩者都是反向輸出，輸出能力可達500mA/50V，可用來做光立方共陰層驅(qū)動。但前者只能驅(qū)動七位，而后者可以驅(qū)動八位，所以選擇ULN2803驅(qū)動。ULN2803是八重達林頓晶體管陣列，1腳至8腳為8路輸入，11到18腳為8路輸出，應(yīng)用時9腳接地，要是驅(qū)動感性負載，10腳接負載電源V+。其部構(gòu)造如圖2-2。其特點有：1、可直接驅(qū)動繼電器。3、可用于電平轉(zhuǎn)換。4、輸入的電平信號為上下電平〔5V或0V〕，輸入低電平時，輸出達林頓管截止。輸入為高電平時，輸出達林頓飽和。圖2-2ULN2803部構(gòu)造〔2〕要做到光立方每一個LED可以自由控制，就需要64列共陽腳都要控制，而STC12C5A60S2單片機I/O顯然不夠，為了單片機送出下一組顯示數(shù)據(jù)時不會立刻丟掉前一次顯示數(shù)據(jù)而造成圖像不完整，本人選用帶有數(shù)據(jù)鎖存功能的74HC573芯片，如圖2-3所示74HC引腳圖。八個鎖存器都是透明的D型鎖存器，當使能〔G〕為高電平時，Q輸出將隨數(shù)據(jù)〔D〕輸入而變。當使能為低電平時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當輸出被關(guān)閉時，新的數(shù)據(jù)也可以置入。特別適用于緩沖存放器，I/O通道，雙向總線驅(qū)動器和工作存放器。對它的使用也比擬成熟，因此在驅(qū)動局部使用了熟悉的74HC573，其控制邏輯如圖2-4所示。其優(yōu)點有：1.高阻態(tài);就是輸出既不是高電平,也不是低電平,而是高阻抗的狀態(tài);在這種狀態(tài)下,可以多個芯片并聯(lián)輸出。2.數(shù)據(jù)鎖存;當輸入的數(shù)據(jù)消失時,在芯片的輸出端,數(shù)據(jù)仍然保持。3.數(shù)據(jù)緩沖;加強驅(qū)動能力。LE為鎖存控制端OE為使能端1腳三態(tài)允許控制端低電平有效1D~8D為數(shù)據(jù)輸入端1Q~8Q為數(shù)據(jù)輸出端輸入輸出OE′LEDQLHHHLHLLLLXQ0HXXZ圖2-374HC573引腳圖2.2.4光立方顯示電路的根本框圖LED光立方主要用到了STC12C5A60S2單片機中的P0口、P2口、P3口、串行輸入輸出端以及外接晶體引線端XTAL1和XTAL2。I/O口分配如圖2-5所示。圖2-5I/O分配圖P0口作為數(shù)據(jù)輸出端，單片機控制數(shù)據(jù)傳送到8個74HC573鎖存器的輸入端，而8個74HC573鎖存器輸出端分別控制一排8列LED陽極引腳。P2口作為數(shù)據(jù)輸出端，單片機送出數(shù)據(jù)控制使能端而實現(xiàn)鎖存器的數(shù)據(jù)輸出與鎖存，從而控制數(shù)據(jù)在某一時刻輸出到指定某一排或某幾排。P3口作為數(shù)據(jù)輸出端，單片機部輸出控制數(shù)據(jù)傳送到ULN2803的輸入端，進而控制每一層。通過ULN2803數(shù)據(jù)沒有發(fā)生任何變化，只是電流前后有很大差異，這時候電流將增大很多。第三章光立方顯示局部概述3.1光立方的制作3.1.1光立方的原理借鑒LED點陣控制原理，將光立方可以看做是8個8*8點陣屏的層疊一起。點陣屏的顯示便是光立方一層的顯示，只要通過程序再次控制8個層，便可以實現(xiàn)光立方的顯示，由于人眼的視覺暫留，使我們感覺到看到的東西是一起在亮的，這樣我們就可以看到一個完整圖像，這是本次設(shè)計的根本原理。設(shè)計3D圖形，需要有新的思維方式，發(fā)現(xiàn)三維空間中點、線、面、體的算法規(guī)律。展示3D效果的超炫表現(xiàn)力，讓人享受各種視覺上的沖擊，迎合3D顯示時代的到來。光立方分解為8個8*8LED點陣疊成8層，再用8個引腳來充當8個點陣的開關(guān)。單片機P0、P2、P3實現(xiàn)控制XYZ空間立體控制來顯示特定圖案。3.1.2LED燈的選用本次設(shè)計旨在讓光立方動畫顯示更加絢麗多彩，因此使用2*5*7霧狀散光扁方形磨砂LED〔紅、黃、藍三種〕，紅和黃分別三豎排，剩余兩排用藍色LED。這種燈型更容易看到光點，以獲得更好的視覺效果。額定電壓圍3.0~3.2v,額定電流15~18mA,管腳長度27-29mm，實物圖如圖3-1所示：圖3-1LED實物圖首先，要進展LED燈立體矩陣的搭建。LED搭接過程還是比擬困難的，8*8*8=512LED，分為8層，每層8列，每列8個LED燈，列共陽，層共陰，如圖3-2所示。為使光立方外形的美觀，每一片的LED陣列都要求排列整齊，互相看齊，這對焊接的能力有一定的要求。圖3-2光立方焊接示意圖第一步：水平折彎。這個因為LED本身管腳上有個結(jié)，可以徒手完成。本次設(shè)計是層共陰，同時為了視覺效果更好，本人將陰極管腳在水平方向折彎90°，并使之與LED面垂直，如圖3-3所示。同樣的方法，將512個LED燈的陰極都水平折彎。為了焊接的統(tǒng)一性，在折彎的時候盡量保持角度一致。圖3-3LED水平折彎圖3-4LED垂直折彎第二步：垂直折彎?？衫眉庾煦Q將LED燈陽極管腳向外折一次再折回原來的方向，如圖3-4所示。這個彎,一定不要太大，正好露出LED外圍2mm打彎適宜，LED的正極折彎后留下的引腳長度必須大于LED的間距25.4mm,以確保有足夠的重合位置以便焊接。LED燈上下之間焊接的時候就就會發(fā)現(xiàn)這一步是非常必要的。3.1.3LED燈的焊接為了方便焊接，自制簡易模具，模具孔位間隔要提前量好，保證在管腳搭接時不要太多或者不能焊接。然后按照單獨8豎排分別焊接，每一排8列，如圖3-5所示。接著將折好的LED燈插入一列，其陰極管腳正好搭接在一起，完成焊接如圖3-6和圖3-7。在這里本人發(fā)現(xiàn)有非常值得注意的一點，因為LED比擬脆弱，在焊接過程中很容易因為高溫而燒毀LED燈，對于這一點，應(yīng)該盡量縮短電烙鐵接觸時間。同時為了確保每一個LED都沒有問題，在完成一層后都要檢查是否可以點亮。圖3-5LED布局示意圖圖3-6LED焊接圖圖3-7LED焊接圖3.2顯示局部檢測對于焊接完成的檢測這一步非常重要，如果安裝完成后再更換LED燈是非常麻煩的事。分別焊接完8豎排LED燈后，將每一豎排LED的都進展檢查，確保每一個LED都可以點亮。這里本人直接在電腦USB輸出口引出電源。這里值得注意一點，USB輸出電源最低3.3V(USB轉(zhuǎn)串口)，最高5V左右〔本人用數(shù)字萬用表測了一次是5.16V〕。而LED燈壓降不超過3V，為了因電壓過高燒毀LED燈，在測試之前我們可以選擇了一個適中電阻接在電源一端。(a)(b)〔c〕〔d〕圖3-8檢測過程接下來將電源正極接在第一列LED陽極引腳，負極端依次觸碰各行陰極管腳，觀察并記錄壞掉的LED，如圖3-8-1所示。然后將電源正極接到第二列，負極端依次觸碰各行陰極管腳，如圖〔a〕、〔b〕、〔c〕、〔d〕用同樣的方法，將8豎排全部檢測完成。最后將更換新的LED燈再檢查一遍。另外，還可以將一豎排同時點亮的方式進展檢測，這樣做可能會出現(xiàn)某些LED燈因電流太小無法點亮出現(xiàn)誤判的情況。雖然逐個點亮這樣的檢測方式效率很慢，但可以有效防止上述誤判現(xiàn)象，防止后期發(fā)現(xiàn)給更換帶來更大的不便。在一定程度來說，這樣做也是在提高工作效率。圖3-9LED立方體焊接最后將完成后的8個面進展組成立體焊接，其方法將之前8個面上同一層上陰極依次焊接一起，形成層共陰，用8條細導(dǎo)線分別連接8個層與ULN2803輸出端相連。底層留下64個陽極引腳與8個74HC573輸出端分別焊接一起。如圖3-9所示。第四章硬件設(shè)計4.1最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)如圖4-1所示，包括時鐘電路和復(fù)位電路。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作時必須的控制信號，單片機部電路正是在時鐘信號的控制下，嚴格按照時鐘時序指令進展工作。復(fù)位電路是為了單片機初始化操作準備的，同時也是為了程序在執(zhí)行過程中出現(xiàn)跑飛后快速重新啟動。圖4-1最小系統(tǒng)4.2按鍵模塊圖4-2系統(tǒng)按鍵K1為確定鍵。翻開電源快關(guān)后，可根據(jù)K2和K3鍵選擇進入哪種模式，如圖4-2所示。如果按下K2按鍵，進入音頻頻譜模式；按下K3按鍵時，呼吸燈亮，此時按下K1確定鍵,進入程序執(zhí)行模式，開場動畫完成后會停留"L〞字界面,按下K2顯示"E〞,兩個字母分別代表模擬音頻動畫、自動執(zhí)行模式。4.3功放模塊本人使用手機耳機輸出音頻，因其輸出功率太小，單片機在有些頻段采集不到，所以使用功放將其放大。另外外接喇叭，可以在播放音樂的同時體驗動感的視覺效果。這里我們采用專用功放芯片LM386，這是專為低損耗電源所設(shè)計的功率放大器集成電路。部機構(gòu)如圖4-3所示：圖4-3LM386引腳圖4.3.1功放原理圖透過LM386的1和8腳位間串聯(lián)電容，增益最高可達200，電容。LM386可使用電池為供給電源，無作動時僅消耗4mA電流，且失真低。功放原理圖如圖4-4所示，TBL2為音頻接入口。圖4-4功放電路圖在電路設(shè)計中，前端加一個22uF〔沒有嚴格要求〕的低頻濾波電容，以便濾除帶外噪聲。4.4呼吸指示燈采用555定時芯片，外接幾個電阻、電容，構(gòu)成電容充放電電路，實現(xiàn)LED緩慢亮滅，形象稱做呼吸燈。本人在光立方底座四角各焊接一個LED燈，在接通電源時呼吸燈閃爍，如夏日里的螢火蟲一閃一閃亮晶晶，作為電源指示燈，同時配合LED動畫顯示，使視覺效果趣味更佳。原理圖如圖4-5所示。圖4-5呼吸燈原理圖4.5豎排控制電路單片機P0口同時輸出控制8個74HC573鎖存器輸入端，P2口通過給8個74HC573鎖存器11腳LE上下電平控制是否將數(shù)據(jù)輸出，8個CON8分別代表8豎排LED燈。通過編程控制P0和P2，從而控制數(shù)據(jù)在某一時刻輸出到指定某一排或某幾排。原理圖如圖4-6圖一所示，具體連接電路4-6圖二所示。圖一圖二圖4-6豎排控制電路原理圖4.6光立方層控制電路前面介紹到利用74HC573來控制光立方的每排〔即每一個豎面〕，但如何控制每一豎面的某一層就需要用到層控制芯片ULN2803了，P0口輸出某層數(shù)據(jù)后，控制ULN2803芯片選通該層，即可看到該層相應(yīng)的點的LED燈亮。因光立方層共陰，單片機輸出的電流信號特別小無法直接驅(qū)動大的負載，也就是不能同時驅(qū)動一層或多層LED燈。ULN2803用來功率放大的驅(qū)動芯片，所以可以用ULN2803來實現(xiàn)單片機與負載的連接。單片機P3口輸出數(shù)據(jù)到ULN2803輸入端，經(jīng)過功率放大后輸出控制8個LED層，這里CON8代表LED8個共陰層,如圖4-7圖一所示，與LED燈電路如圖4-7圖二所示。圖一圖4-7光立方層控制電路4.7硬件電路焊接本次硬件焊接直接使用萬用板手工完成。采用標準2.54mm間距布滿焊盤，可根據(jù)電路構(gòu)造合理插裝元器件及連線的洞洞板。相比專業(yè)PCB制版，萬用板具有以下優(yōu)勢：價格低廉、使用方便，不像PCB板出現(xiàn)電路問題時重新制版，另外比擬擴展靈活。在焊接洞洞板之前需要準備足夠的細導(dǎo)線用于走線。本人將硬件局部焊接分上下兩層，上層分布8個74HC573和一個ULN2803以及64個LED陣列插孔，下層安裝單片機、按鍵、呼吸燈模塊以及I/O口引出排插。每一層分正反兩面，正面元件，反面走線。圖4-9主控布局圖4-10主控走線焊接在萬用板正面安裝元器件，按照原理圖，合理擺放元件，同時將模塊電路局部放在一起，不要太過凌亂，如圖4-9所示。盡量使整體布局美觀，布線方便而且有利于在后期檢查。主控局部線路可以實現(xiàn)無穿插分布，所以可以直接用焊錫焊盤完成走線，如圖4-10所示。最后在四角分別焊接一個貼片式LED燈，做呼吸燈，用來電源指示。圖4-1174HC573焊接圖4-12光立方組裝8個74HC573鎖存器分別對應(yīng)LED燈陣列的8豎排，因此在芯片安插的時候按照一定順序擺放，如圖4-11所示。細導(dǎo)線質(zhì)地柔軟，焊接后顯得較為雜亂，所以焊接完成每一條走線的時候用萬用表測試是否斷路。最后為防止屢次檢查而弄斷走線，可以用熱熔膠適當固定一下。焊接完成后將上下兩層用四根銅柱固定。通過四個銅柱卡位，可以使排插和排針正好鑲接在一起，這樣做的好處就是方便拆卸，能夠后期檢查以及功能擴展，如圖4-12所示。另外，在這里值得指出的一個亮點是，本人在LED電源附近加了一個104瓷片電容，如圖4-9所示。因為硬件焊接完成后，檢查硬件電路無誤后，安裝LED燈陣列，通過不斷測試發(fā)現(xiàn)光立方會全亮或者不亮。無意想起玩具小車電路上在電源上加了電容，本人試了一下，結(jié)果動畫才可以完美顯示了。通過上網(wǎng)查資料才知道，平時所用電腦USB接口或者移動電源并不是很穩(wěn)定，容易因為形成干擾。連接電容，主要用于降低電源阻，改善電源帶動負載的能力，濾除低頻干擾等。第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1軟件設(shè)計總體思路本次光立方設(shè)計中，要求通過軟件編程控制P0、P2和P3口各個位上下實現(xiàn)對每一個LED燈的亮滅控制，在程序中運用for或while循環(huán)、if語句、帶參函數(shù)等方法，用最少的語句到達最正確的顯示效果。為了能夠增強顯示效果吸引觀眾眼球，可以選擇編寫多種顯示模式。最簡單的顯示模式是靜態(tài)顯示。與靜態(tài)顯示模式相對應(yīng)，就有動態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能夠變化的。按照圖文運動的特點又可以分為雨滴、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、縮放等多種顯示模式，這就需要建立各種動畫代碼數(shù)組。但是為了顯示很多種不同動畫，并不意味著一定要重新編寫顯示數(shù)據(jù)，可以通過一定的算法從原來的顯示數(shù)據(jù)直接生成，這樣程序編寫就不會過于繁瑣和重復(fù)。5.1.1程序設(shè)計框圖光立方程序設(shè)計主要是控制P0、P2、P3口通過上下電平組合，不同時刻點亮不同LED，在這里就需要考慮數(shù)據(jù)刷新率的問題。我們知道當顯示器播放速率大于15幀的動畫，才會在人眼中形成流暢的效果，為此就需要一個準確的時間基準來一次點亮光立方的每一層，這個值有單片機定時器設(shè)置，同時很可能還需要其他數(shù)據(jù)的采集和處理，所以也應(yīng)該使用多種中斷。開場系統(tǒng)初始化開場系統(tǒng)初始化按鍵掃描按鍵K3"按鍵K2"鍵盤掃描按鍵K1"音頻頻譜動畫AD初始化NNYN自動播放模式自動播放模式頻譜顯示完畢開場動畫播放圖5-1系統(tǒng)主程序流程圖本次設(shè)計采用Keil4軟件編寫C語言程序，C語言簡潔靈活、通俗易懂、兼容性高、編譯方便快捷。并且將整個程序分成多個子函數(shù)，例如單片機初始化、主程序、按鍵掃描、顯示程序四局部進展編寫。初始化過程包括中斷初始化、中斷優(yōu)先級配置、定時器配置、AD初始化。在編寫程序時，為了方便屢次調(diào)試，首先可以將每個子程序編寫成一個可以獨立執(zhí)行的完整程序，編譯沒有錯誤后下載到單片機進展驗證。各個子程序都測試成功后整合成一個綜合程序，編譯完成后，再次下載到單片機進展整體測試。5.1.2顯示程序設(shè)計顯示程序本人主要建立多個動畫數(shù)組，這個可以用已有的取模軟件提取動畫代碼，同時也要自己編一些個性動畫代碼。采用動態(tài)掃描方式調(diào)用顯示函數(shù)。所謂動態(tài)掃描顯示就是一個完整的畫面分成好幾幀顯示，每一時刻只顯示畫面的一幀，如果顯示間隔很小，人眼的視覺無法分辨，利用人眼暫留原理，就可以看到一幅完整圖像。自動播放動畫流程圖menu是K1按鍵，通過K1按下次數(shù)選擇執(zhí)行不同動畫模式，程序見附錄四中模塊一。開場開場按鍵選擇while〔1〕case1:case2:模擬音頻動畫MODE_Music()自動播放動畫完畢Switch(menu)圖5-2自動播放模式流程圖1.1動畫一：面平移流程圖光立方動畫顯示，就必須不斷在每個完整圖像顯示后延時一會，再次刷入新的數(shù)據(jù)，不斷刷新不同圖像數(shù)據(jù)，就可以看到圖像動起來了。圖像之間切換速度很快，在人們眼中顯示的效果便是流暢的動畫。開場開場系統(tǒng)初始化顯示數(shù)據(jù)送P0P2選通列,鎖存器輸出選通數(shù)據(jù)左移左移次數(shù)>8顯示完成子程序返回圖5-2面平移顯示流程圖1.2動畫二：方框伸縮動畫流程圖如5-3所示，程序見附錄四中子模塊二。go:上次動畫執(zhí)行完畢標記go=1,否那么go=0。動畫顯示動畫顯示下一動畫開場go=1go=0;進入shensuo()執(zhí)行伸縮代碼庫if〔go〕圖5-3伸縮動畫流程圖至此，其他動畫流程圖就不再一一列舉了。5.1.3音頻信號頻譜分析FFT是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實等特性，對離散傅立葉變換的算法進展改良獲得的。它對傅氏變換的理論并沒有新的發(fā)現(xiàn)，但是對于在計算機系統(tǒng)或者說數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用離散傅立葉變換，可以說是進了一大步。設(shè)x(n)為N項的復(fù)數(shù)序列，由DFT變換，任一X〔m〕的計算都需要N次復(fù)數(shù)乘法和N-1次復(fù)數(shù)加法，而一次復(fù)數(shù)乘法等于四次實數(shù)乘法和兩次實數(shù)加法，一次復(fù)數(shù)加法等于兩次實數(shù)加法，即使把一次復(fù)數(shù)乘法和一次復(fù)數(shù)加法定義成一次"運算〞〔四次實數(shù)乘法和四次實數(shù)加法〕，那么求出N項復(fù)數(shù)序列的X〔m〕,即N點DFT變換大約就需要N^2次運算。當N=1024點甚至更多的時候，需要N2=1048576次運算，在FFT中，利用WN的周期性和對稱性，把一個N項序列〔設(shè)N=2k,k為正整數(shù)〕，分為兩個N/2項的子序列，每個N/2點DFT變換需要〔N/2〕2次運算，再用N次運算把兩個N/2點的DFT變換組合成一個N點的DFT變換。這樣變換以后，總的運算次數(shù)就變成N+2*〔N/2)^2=N+〔N^2〕/2,轉(zhuǎn)換過程如圖5-3所示圖5-3N=8DFT-FFT首先，我們用ADC去采樣一個模擬信號之后，使之變?yōu)閿?shù)字信號。假設(shè)我們N個采樣點，經(jīng)過FFT運算之后，就可以得到N個點的FFT結(jié)果。但通常為了方便進展FFT運算常N取2的整數(shù)次方。而本次光立方設(shè)計可以采集16便可以滿足要求，由于FFT結(jié)果的對稱性，通常只使用前N/2個采樣點的結(jié)果?；?-FFT算法是倒位序存儲,但算法完成后結(jié)果按正序輸出，將原始采樣數(shù)據(jù)放在數(shù)組tab[16]中，tab[0]存放第一次讀取的AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，tab[1]存放第二次讀取的AD轉(zhuǎn)換值，一次類推，完成16次轉(zhuǎn)換呢值得存放，倒敘輸出存放在tab1[16]數(shù)組中，F(xiàn)FT算法如下：X〔k〕=X′〔k〕+X′〔k+b〕WNp〔1〕X〔k+b〕=X′〔k〕-X′〔k+b〕WNp〔2〕式中，WNp=cos〔2πP/N〕-jsin〔2πP/N〕。將式〔1〕化簡成實部和虛部的形式，得到：XR〔k〕=XR′〔k〕+XR′〔k+b〕cos〔2πP/N〕+XI′〔k+b〕sin〔2πP/N〕〔3〕XI〔k〕=XI′〔k〕-XR′〔k+b〕sin〔2πP/N〕+XI′〔k+b〕cos〔2πP/N〕〔4〕同理，式〔2〕化簡得到：XR〔k+b〕=XR′〔k〕-XR′〔k+b〕cos〔2πP/N〕-XI′〔k+b〕sin〔2πP/N〕〔5〕XI〔k+b〕=XI′〔k〕+XR′〔k+b〕sin〔2πP/N〕-XI′〔k+b〕cos〔2πP/N〕〔6〕可見每個蝶形運算的輸出都是由其輸入值與某一正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的乘積累加得到的。經(jīng)過FFT變換，然后取某些頻率項的幅值，量化顯示，驅(qū)動LED點陣，點亮相應(yīng)的LED燈。流程圖如圖5-4所示，程序見附錄四中模塊三。開場開場AD初始化啟動AD采集是否16個值開場采集中斷處理〔FFT〕頻譜顯示完畢圖5-4頻譜顯示流程圖第六章系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果一個完整的電子設(shè)計，無論模塊設(shè)計如何準確，最終整體系統(tǒng)都要進展不斷的測試和調(diào)試。在本次光立方設(shè)計中，先進展軟件局部調(diào)試，最后將程序下載到單片機進展整體調(diào)試。軟件局部調(diào)試主要將編寫好的C語言程序編譯產(chǎn)生單片機可讀取的.HEX二進制文件；整機調(diào)試主要是看編寫程序端口控制與硬件設(shè)計是否匹配，顯示結(jié)果是否按程序設(shè)計執(zhí)行。6.1軟件調(diào)試首先本人編寫一段簡單程序，要現(xiàn)點亮全部LED燈，以及可以通過按鍵選擇顯示"U〞形字樣。只要P0口8位全部輸出高電平，P3同樣輸出高電平〔ULN2803是電平轉(zhuǎn)換功能〕，也就是語句P0=0xff;P3=0xff;就可以實現(xiàn)光立方的全部點亮。而輸出"U〞形字樣需要將其分解成多幀掃描顯示，如圖6-1所示。圖6-1U型分解圖圖6-2測試程序調(diào)試程序編譯成功產(chǎn)生.hex文件，結(jié)果如圖6-2所示。本人此次編寫這段簡短程序有兩個目的。第一：編程點亮所有LED燈，可以用軟件控制方法再次檢查是否有壞掉的LED燈。第二：通過編程"U〞字樣程序控制，檢查顯示是否按程序設(shè)計執(zhí)行，同時可以確定I/O口上下位分別對應(yīng)控制的行與列，可以防止編程所顯示的圖像都是倒立的或者不是所要設(shè)計的畫面。6.2光立方初步調(diào)試檢查電源用5V移動電源用于單片機，功放模塊供電，并接到主控扳上，檢查電源指示燈是否閃爍，單片機能否正常工作。將編譯好的程序下載到單片機進展整體檢測圖6-4LED全亮圖6-5"U〞型字樣下載完成后，翻開電源，通過按鍵K2，發(fā)現(xiàn)有一列燈沒有亮，由于光立方每一層共陰，每一列LED共陽接法，根據(jù)此原理本人檢查發(fā)現(xiàn)接頭沒有插好，重新插緊，問題解決了，顯示效果如圖6-4所示，接著按下K3可以看到顯"U〞型字樣，可能由于點亮排數(shù)太少，或者拍攝角度不對造成顯示效果不是太好，如圖6-5所示?？傊敬螠y試根本符合要求。6.3光立方最終調(diào)試經(jīng)初步測試無誤后，開場編寫光立方整程序。為了便于后期方便讀懂程序以及再次填加某些動畫，本人將程序分三局部編寫，分別是主程序，音頻采集與現(xiàn)實模塊，動畫自動播放模塊。主程序主要實現(xiàn)鍵盤掃描并確定執(zhí)行哪種模式現(xiàn)實。經(jīng)過屢次編譯、修改，程序編譯結(jié)果如圖6-6所示。圖6-6完整程序編譯結(jié)果圖6-7顯示效果將完成編譯程序下載到單片機上，可以發(fā)現(xiàn)還是有很多問題的。比方延時太慢造成的圖像顯示亮度不均勻，如圖6-7所示?；蛘邉赢嬨暯硬贿B貫，出現(xiàn)不適宜的停頓。6.4光立方測試遇到的問題〔1〕發(fā)現(xiàn)動畫顯示一段時間后跳出到開場界面，為此糾結(jié)很長時間，但最后發(fā)現(xiàn)用的電源〔USB〕電流不穩(wěn)定，后來換用5V移動電源供電，光立方正常運行程序顯示動畫?！?〕光立方正常運行時發(fā)現(xiàn)頂層LED燈亮度與其他各層不同。以為驅(qū)動電路有問題，就把8個74HC573芯片仔細檢查一遍，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動模塊工作正常，最后檢查LED焊接發(fā)現(xiàn)頂層陰極斷路。問題解決后，亮度一致，光立方動畫顯示正常?！?〕光立方動畫顯示不連貫，有明顯停頓，造成這樣顯示一般是延時過長。通過改小延時函數(shù)參數(shù)，動畫完美顯示。結(jié)論本次光立方設(shè)計主要通過單片機控制512個LED燈的自由點亮，從而可以實現(xiàn)各種動畫顯示，在設(shè)計過程期間出現(xiàn)很多錯誤，都被及的發(fā)現(xiàn)并改正。下載程序檢測時發(fā)現(xiàn)圖案不完整，檢查程序后發(fā)現(xiàn)，原來是在送完P(guān)0口數(shù)據(jù)后，就立馬加了個延時，再送P2口數(shù)據(jù)，再延時，這樣導(dǎo)致P0口與P2口之間的顯示效果在視覺上慢了半拍，達不到預(yù)期圖案要顯示的效果，最后將中間的那個延時程序調(diào)到送完P(guān)2口數(shù)據(jù)之后再給其進展延時，通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)能夠正常顯示。在編寫各種圖案顯示代碼的時候，讓我深刻的體會到，要想編好相應(yīng)的代碼，雖然可以配合取模軟件，但光立方的三維空間的想象能力還是比擬重要，512個燈到底是要求哪個燈給高電平哪個燈給低電平，還要根據(jù)顯示要求組合好。以防出現(xiàn)亂碼顯示情況。本次設(shè)計硬件局部相對簡單，主要是動畫編寫，因此熟練應(yīng)用定時器、中斷等編程方式，可以大大減少程序冗余。在做音頻頻譜過程中，由于不會實時處理漂浮點下落速度，從而使頻譜顯示顯示變化高度一致，沒有到達想要的顯示效果，這也是本次設(shè)計的一個缺乏之處。致語接近半年的畢業(yè)設(shè)計完畢了，在這段時間的設(shè)計和學(xué)習(xí)過程中，我得到了很多人的幫助，學(xué)到了很多東西，由衷的感一直以來關(guān)心和幫助我的教師與同學(xué)。首先，感我的指導(dǎo)教師任志山和其他指導(dǎo)過我的教師們。在選定設(shè)計課題的時候，任教師給我們每個同學(xué)分析近幾年的開展趨勢，引出了以"實用〞、"創(chuàng)新〞為特色的設(shè)計要求，并給我們每個指出了設(shè)計課題的大方向。在設(shè)計過程中，教師以自己精專的知識，不斷地啟發(fā)我，使我的設(shè)計得以順利進展。有了教師們的監(jiān)視和指導(dǎo)，讓我很好地把所學(xué)的專業(yè)知識得以應(yīng)用，在實踐中再次提高。而且大大培養(yǎng)了自己的動手能力，這對我以后的工作會有很大的幫助。另外，每個畢業(yè)的學(xué)生都要面臨畢業(yè)論文的問題，一個優(yōu)秀的設(shè)計論文，需要注意的細節(jié)很多，而學(xué)生很難一次性做到位。比方在寫論文時，存在論文布局、容、格式等方面的問題，教師給我一一講解與修改，花費了教師的很多時間，任教師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏捷的思維、的工作作風(fēng)以及飽滿的工作熱情給我留下了深刻的影響，是我終生學(xué)習(xí)的典范。在這里我特別我的指導(dǎo)教師——任志山。再次，我要感同學(xué)對我?guī)椭椭笇?dǎo)，在設(shè)計中不懂的請教同學(xué)時，總是很熱心的幫我發(fā)現(xiàn)問題，尋找更好的解決方法。最后，祝你們身體安康,工作順利。參考文獻[1]"單片機、DSP、PLD、EDA的介紹、比擬和分析"電子技術(shù)王海林王瑋2004年[2]"新概念51單片機C語言教程[M]"電子工業(yè)郭天祥2009[3]"基于單片機的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)[J]"中國新通信馬凱2014.9[4]"常用電子元件及其應(yīng)用"人民郵電永甫2005[5]"單片機實現(xiàn)音頻頻譜顯示的快速算法研究"高等教育吳吉發(fā)特放2009.11[6]"基于單片機的LED點陣顯示系統(tǒng)的設(shè)計[J]"計算機與數(shù)字工程戴祿君戰(zhàn)峰2014.4[7]"基于單片機的夢幻光立方3D顯示器設(shè)計與制作[J]"電腦編程技巧與維護魯宛生王林景王林生2013.14.[8]"國外家用LED燈簡介及我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)開展對策"瑞西工業(yè)大學(xué)2010.15[9]"KeilSoftware_Cx51pilerUser’sGuide"09.2001[10]"國慶60周年聯(lián)歡晚會"光立方"的設(shè)計與實施[J]"演藝科技白明2009.06[11]"基于STC單片機的8×8×8LED光立方系統(tǒng)設(shè)計[J]"自然科學(xué)版肖英行杰2013.06附錄附錄1：實物圖圖一圖二圖三附錄2：系統(tǒng)總原理圖附錄3：呼吸燈PCB附錄4：光立方主程序#include<STC12C5A60S2.h>#include<display.h>#include<FFT.h>ucharfunction_tab=0;/*************主函數(shù)******************/voidmain(){ while(1) { P3=0x00; if(!keyamenu)//判斷K2是否按下 { delay(30);//按鍵驅(qū)抖 if(!keyamenu) {function_tab=1;FFT_Deal();}//標記1音頻顯示動畫 } if(!keyout)//判斷K3是否按下 { delay(30);//按鍵驅(qū)抖 if(!keyout) {function_tab=2;dis();}//標記2自動播放模式 } }}模塊一/**********動畫播放模式選擇********/voiddis(){ inti,j; chargo; delay(800); init(); //初始化函數(shù)////////////////////////呼吸燈 P2=0xff; P0=0; P2=0x80; P3=1; while(!menu) { for(i=0;i<400;i++) { key_menu_scan(); if(menu) break; P0=0x80; delay1(i); P0=0; delay1(400-i); if(i<200) { j=2; while(j--) { P0=0x80; delay1(i); P0=0; delay1(400-i); } } } for(i=0;i<401;i++) { if(menu) break; key_menu_scan(); P0=0x80; delay1(400-i); P0=0; delay1(i); if(i>200) { j=2; while(j--) { P0=0x80; delay1(400-i); P0=0; delay1(i); } } } }//P3M0=0x00;///////////////////////////開機掃描 turn_on(9); H_scan(5); V_scan(5); W_scan(5);/////////////////主菜單項選擇項 while(1) { hy(number+37*8,2); while(!amenu) { W_side(number+(36+menu)*8,1,45); } switch(menu){ case1://模擬音譜顯示 delay(400); while(!out) { TR0=1; MODE_Music();//模擬音頻 } TR0=0; break; case2://動畫顯示 delay(400); amenu=0;//menu=1; go=1; cut(); go=1; while(go) //動畫1：倒計時 { for(i=0;i<10;i++) hy(number+27*8+i*8,3); if(out) go=1; else go=0; } go=1; //字母旋轉(zhuǎn) while(go) { zimu(number,19,12,1); if(out) go=1; else go=0; } go=1; //方框縮放 while(go) { for(i=0;i<2;i++) for(j=0;j<2;j++) cube(0,j,6); for(i=0;i<2;i++) for(j=0;j<2;j++) cube(1,j,6); if(out) go=1; else go=0; } go=1; //上升沿 while(go) { rain(1,10,9); if(out) go=1; else go=0; } go=1; while(go) //旋轉(zhuǎn)條 { xuanzhuantiao(1,4,4); xuanzhuantiao(1,3,5); xuanzhuantiao(1,2,6); xuanzhuantiao(1,1,7); if(out) go=1; else go=0; } go=1; //雪花旋轉(zhuǎn) while(go) { donghua(bianxing_table,11,1,24); xzcube(); donghua(y_table,6,5,5); donghua(x_table,6,5,5); donghua(z_table,6,5,5); link00(); if(out) go=1; else go=0; } go=1; while(go) //伸縮 { shensuo(5); if(out) go=1; else go=0; } go=1; while(go) //波浪 { donghua(sin_cube_table,14,22,5); if(out) go=1; else go=0; } go=1; //方框縮放 while(go) { for(i=0;i<3;i++) for(j=0;j<3;j++) cube(0,j,6); for(i=0;i<3;i++) for(j=0;j<3;j++) cube(1,j,6); if(out) go=1; else go=0; } go=1; while(go) //愛心跳動 { donghua(hart_table,2,10,32); if(out) go=1; else go=0; } go=1; while(go) //閃點樓梯 { for(i=1;i>0;i--) shandian(i); if(out) go=1; else go=0; } go=1; while(go) //字母上升9-0 { szfc0(10); if(out) go=1; else go=0; } go=1; //上升沿 while(go) { rain(1,10,9); rain(0,10,9); if(out) go=1; else go=0; } break; } out=0; amenu=0; menu=1; }}模塊二:/*************伸縮程序***********/voidshensuo(ucharv){ chari,j; uchara[64]={0}; for(i=0;i<64;i++) a[i]=0xff; for(i=0;i<7;i++) { move(a,0,0,1); zhen(a,v); } for(i=0;i<7;i++) { move(a,0,1,1); for(j=0;j<64;j++) a[j]|=0x01; zhen(a,v); } for(i=0;i<7;i++) { move(a,2,0,1); zhen(a,v); } for(i=0;i<7;i++) { move(a,2,1,1); for(j=0;j<8;j++) a[j]|=0xff; zhen(a,v); } for(i=7;i>0;i--) { for(j=0;j<8;j++) a[j*8+i]=0; zhen(a,v); } for(i=1;i<8;i++) { for(j=0;j<8;j++) a[j*8+i]|=0xff; zhen(a,v); }}模塊三/***********音頻顯示**********/voidFFT(){ intxdatai,bb,j,k,p; intmax,a[6]; intxdataTR,TI,temp; for(i=0;i<64;i++) {Real[BRTable[i]]=STC_ADC();Image[i]=0; }for(i=1;i<=6;i++){bb=1;bb<<=(i-1);for(j=0;j<=bb-1;j++){p=1;p<<=(6-i);p=p*j;for(k=j;k<64;k=k+2*bb){ key_amenu_scan(); key_out_scan();TR=Real[k]; TI=Image[k]; temp=Real[k+bb];Real[k]=Real[k]+((Real[k+bb]*cos_tabb[p])>>7)+((Image[k+bb]*sin_tabb[p])>>7);Image[k]=Image[k]-((Real[k+bb]*sin_tabb[p])>>7)+((Image[k+bb]*cos_tabb[p])>>7);Real[k+bb]=TR-((Real[k+bb]*cos_tabb[p])>>7)-((Image[k+bb]*sin_tabb[p])>>7);Image[k+bb]=TI+((temp*sin_tabb[p])>>7)-((Image[k+bb]*cos_tabb[p])>>7);Real[k]>>=1;Image[k]>>=1;Real[k+bb]>>=1;Image[k+bb]>>=1;}}} max=0; for(i=0;i<6;i++) { a[i]=sqrt_16((Real[i+1]*Real[i+1]+Image[i+1]*Image[i+1])>>1); if(a[i]<2) a[i]=0; else a[i]-=2; if(max<a[i]) max=a[i]; } if(max>7) { max/=7; for(i=0;i<6;i++) { a[i]/=max; } } for(i=0;i<6;i++) c[i]=a[i];}/*********AD初始化函數(shù)**********/voidADC_Init(){ P1ASF=0X01;//P1.0音頻采樣 AUXR1|=0X04; ADC_CONTR=0X88;//AD電源開啟 EA=1; EADC=1;//AD采樣開場}/*********音頻顯示模式******/voidFFT_Deal(){ uintADC_result_deal=0,i=0; GPIO_Init();//I/O口初始化 ADC_Init();//AD初始化 while(1) { if(temp>=20) { temp=0; ADC_result_deal=ADC_result/20;//去20個數(shù)的平均值 ADC_result=0; switch(ADC_result_deal*20/256) { case8:display_dat_deal(0xff,0);break; case7:display_dat_deal(0x7f,0);break; case6:display_dat_deal(0x3f,0);break; case5:display_dat_deal(0x1f,0);break; case4:display_dat_deal(0x0f,0);break; case3:display_dat_deal(0x07,0);break; case2:display_dat_deal(0x03,0);break; case1:display_dat_deal(0x01,0);break; default:display_dat_deal(0x00,0);break; } } }}/********AD轉(zhuǎn)換中斷******/voidadc()interrupt5{ temp++; ADC_CONTR&=0X00;//關(guān)閉AD轉(zhuǎn)換 ADC_result+=ADC_RESL; ADC_CONTR|=0X88;//開啟AD轉(zhuǎn)換}/**********局部動畫代碼*********/ucharcodeyc_table[]={//2幀,yinchu函數(shù)使用 0x00,0x00,0x00,0x7e,0x7e,0x00,0x00,0x00,//1I 0x00,0x00,0x00,0x7e,0x7e,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00