STC12C5A60S2单片机在光立方体的运用

游晓容

摘 要：8*8*8光立方体是利用二极管焊接成八行八列的八个工作面而构成的一个立方体，利用单片机、行列控制芯片构成相关硬件，利用软件C语言编程，点阵显示原理显示出各种立体的不同形状和字体，从而给人以视觉上的冲击，美的效果。该立方体可以运用到很多场合，作为装饰作品出现在人们眼前。

关键词：光立方体；STC12C5A60S2单片机

1 引言

目前职业学校的学生都有着厌理论、愿实践的想法，因此很多教学理念也会跟着学生的理念而重视理论和实作。可如何设计和制作出学生既感兴趣又能提高动手能力的作品呢？确实值得深思的问题。

光立方体是近两年来出现的一个新名词，是利用单片机、数字芯片以及二极管构成的一个多面立方体，可以利用软件实现各种显示，从而出现很好的视觉效果。

对于电子专业的学生，单片机是他们最主要核心的内容，不但要求掌握书本上的理论知识，同时还要转换成实践，运用到日常生活中。大城市的夜晚五光十色、灯朔迷离，显得是如此繁花似锦，可殊不知，这些灯饰效果很大一部分都是利用单片机程序控制做出来的。如果课程中结合生活实例进行实训项目，会激发学生的好奇心与积极性，从而达到事半功倍的效果，提高了教师的教学效率，同时也提高了学生的学习能力

2 STC12C5A60S2

目前学生运用最多的单片机是89C51＼52、STC90系列、利用这些芯片可以构成最小系统，做成学习开发板供学生使用也是一种学习途径。学生可以通过焊接调试、编译程序实现功能，让学生在学中做、做中学、从而提高学生动手能力和创新思维以及研发能力，只一项综合性的实训科目

STC12C5A60S2单片机是单时钟机器周期（1T），是具有高速、低功耗、超强抗干扰的新一代增强型8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度却快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S），针对电机控制，强干扰场合。

传统的芯片只会识别和处理数字信号，而在实验中、实际运用中却常有模拟量的信息，因此该芯片自带A/D转换器，增强了该芯片处理信息的能力。该芯片的A/D转换功能是具有10位精度ADC，共8路，转换速度可达250K/S（每秒钟25万次）

3 74HC573

该芯片是八进制三态非反转D型锁存器，共20个引脚，其中OE引脚为三态输出使能输入，低电平有效，D0到D7为数据输入，Q0到Q7为三态锁存数据输出，LE为锁存使能输入，如果是多片连用，可以作为片选信号使用端，高电平有效。

4 ULN2803

ULN2803是一块高电压、大电流的八达林顿晶体管，且是低逻辑电平数字电路，即电路为反相输出型，输入低电平电压，输出端才有低电平输出信号。

该芯片共有18个引脚。9脚接地，10脚接电源，芯片第1引脚至8引脚为信号输入，11至18为信号输出。

ULN2803的驱动负载电流为500mA，驱动电压50V。

5 硬件电路设计与工作原理

1、电路原理图

该电路图主要由单片机、74HC573、ULN2803三种芯片构成，利用Protel软件以及时标网络符号绘制该原理图。下图显示了部分原理图，其中P1、P9分别代表了二极管行、列端口。

2、工作原理介绍

该立方体的制作采用STC12C5A60S2单片机，8*8*8立方体，有8个8*8二极管工作面，因此采用8块74HC573（在原理图中分别用U2-U9表示）作为二极管面的选择。在电路图中用P1-P8显示接口的连接。每块74HC573芯片11引脚作为二极管的八个工作面的片选信号，信号输入端D1-D8连接单片机的P1口，Q1-Q8信号输出端连接已片选二极管工作面的行的选择，也即八行二极管的阳极。由于每个工作面采用共阴连接，ULN2803芯片只需采用一块，引脚B1-B8接到单片机P1口，信号输出端C1-C8连接八面二极管工作面的阴极。具体硬件连接图如下所示

5 软件设计

利用Keil软件通过C语言编程实现功能，还可以利用按键开关扩展功能，使之为音乐频谱

6 结束语

通过学生亲自设计画图、焊接与调试、编译程序实现功能，学生的理论知识和实践技能会大幅提高，增强了他们的自信心、同时也提高了他们实际动手能力。