基于单片机的阶光立方实验报告书(完整资料).doc

基于单片机的阶光立方实验报告书 一、单片机最小系统的介绍 单片机最小系统是指能够让单片机工作并发挥其作用的必要组成部分。对于STC8C52RC单片机来说，其一般包括：单片机、时钟电路、复位电路、输入/输出设备等。 1.1 元件清单 * 2*3*4mm二极管LED灯64个 * 10K欧姆金属膜电阻1个 * 500欧姆金属膜电阻16个 * 圆孔单排针母座16只 * A103J九脚排阻1个 * 排针4个 * IC插座1个 * 10uF电解电容1个 * 6*6*5mm轻触按键开关1个 * 12MHz石英晶振1个 * 30pF瓷片电容2个 * 100uF电解电容1个 * 104瓷片电容1个 * 六脚自锁开关1个 * DC插座1个 1.2 电路组成 1.2.1 电源模块 本光立方系统采用5伏电源的移动充电宝进行供电，将电源接于电路DC插座，后将阳极接上六角自锁开关的4脚，将5脚接给系统各VCC处供电。六脚开关弹起时为断路状态，45脚不联通，系统断电；按下后45脚联通，电源给系统供电。 1.2.2 显示模块 本光立方采用2*3*4mm二极管LED蓝色灯做为显示灯，共64颗灯，搭建为４*4*4的立方体。光立方层共阴，列共阳，通过单片机控制到每一颗灯的亮灭。 1.2.3 时钟电路 单片机的各个功能部件的运行都是以时钟控制信号为基础，一拍一拍的工作。因此时钟频率直接影响单片机的速度。单片机上的XTAL１和XTAL２分别为振荡电路输入和输出端。在这两个引脚上接上一个石英晶体振荡器和两个微调电容就构成了内部方式的振荡器电路，有振荡器产生自激振荡，便构成了一个完整的震荡信号发生器。 1.2.4 复位电路 单片机的复位是通过外部电路来实现的，一般复位电路采用上电复位、手动按键复位和看门狗复位三种方式进行复位，本次采用的是上电复位方式。STC89C52RC的复位引脚为RST。 1.2.5 P0口外接上拉电阻 由于STC8C52RC单片机P0口内部没有上拉电阻，是开漏的，不管它的驱动能力多大，相当于它是没有电源的，需要外部的电路提供，绝大多数情况下P0口是必须加上上拉电阻的。本系统采用了A103J九脚排阻外界上P0口做为上拉电阻。 1.2.6 滤波电路 一般Vcc和Vs间应接高频去耦电容和低频滤波电容。一般大电容旁边并联一个小电容的目的是降低频内阻，因为大的电解电容一般采用卷绕工艺制造，所以等效电感较大，小电容可以提供一个小内阻的高频通道，降低电源全频带内阻，这在实际电路中非常常见。本系统采用104pf和100uF并联做为滤波电路。 二、光立方的工作原理 光立方的工作原理是通过单片机的控制，每一层由单片机的P00、P01、P02、P03四个口来控制，每一层的LED灯的亮灭都是通过单片机的控制来实现的。 三、电路板的焊接与检测调试 3.1 电路的焊接过程与注意事项 3.1.1 LED光立方的焊接 将LED灯从点到线的焊接、将LED灯从线到面的焊接、将LED灯从面到体的焊接。 3.1.2 电路板部分的焊接 电源电路的焊接、晶振电路的焊接、滤波电路的焊接、复位电路的焊接、阳极电阻和母座的焊接、IC插座、上位排阻以及烧写排针的焊接。 3.2 电路板的检测步骤与注意事项 四、程序下载与电路运行 4.1 程序编写与编译的过程以及注意事项 4.2 目标文件下载及其注意事项 五、课程总结与体会 本次实验的目的是为了设计和实现基于单片机的阶光立方系统，通过设计和实现该系统，掌握了单片机的基本原理和应用、LED光立方的设计和实现、电路板的设计和实现、单片机程序的编写和下载等知识和技能，为以后在单片机和LED光立方方面的学习和应用打下了坚实的基础。