实训项目三--光幻广州塔电路

综合训练光幻广州塔的装配与调试11项目三光幻LED广州塔的装配与调试光幻LED广州塔是依据广州代表性建筑广州塔形状设计出的电子套件，以10000:1的比例微缩成型的光立方器件，采用STC12C5A60S2作为控制系统，显示部分采用的是16*16的点阵显示原理,由268只LED组成小蛮腰形状三维空间。通过单片机内部的ADC功能，音频模式下可伴随音乐节奏而跳跃呈现出绚丽的效果，也可自行实现多种动画效果,具有红外遥控功能，可切换各种模式和完成调试。知识目标:1、了解光幻广州塔的电子产品工艺结构。2、能够依据工艺文件安装光幻广州塔。3、安装装配工艺标准完成光幻广州塔的装配。技能目标:1.会依照工艺文件装配较复杂电子整机产品；2.会依照工艺文件调试较复杂电子整机产品；3.会简单的单片机程序编写。职业素养目标:1．保持操作工位清洁卫生；2.在操作前检查安全措施检查；3．能够安全使用焊接及安装工具进行产品的装配；4．正确使用仪器仪表，注意探头或表笔的摆放，防止短路。学习目标综合训练光幻广州塔的装配与调试22任务一认识电路广州塔夜景1广州塔夜景2综合训练光幻广州塔的装配与调试33广州塔又称广州新电视塔，昵称小蛮腰，塔身主体高454米，天线桅杆高146米，总高度600米，是中国第一高塔。塔身灯光将由1080个节点LED灯组成，通过计算机控制电路，可以产生各种变化的视频广告效果。本次实训为10000:1小型广州塔，受音乐控制的小蛮腰，能随音乐翩翩起舞，具有无线蓝牙遥控，16种动画效果，底板由一块STC12C5A60S2单片机组成控制电路，268只高亮七彩LED组成小蛮腰形状的三维空间。光幻广州塔效果图光幻LED广州塔采用STC12C5A60S2作为控制系统，显示部分采用的是16*16的点阵显示原理，通过对单片机STC12C5A60S2进行编程，然后输出信号送到显示电路控制每个LED灯的亮灭，利用人眼的暂留效应，得以呈现出不同的图案和动画。光幻LED广州塔包括硬件和软件设计两个部分。系统总体的设计方框图如图所示：综合训练光幻广州塔的装配与调试44图系统方框图1.硬件实现及单元电路设计1.1主控制模块主控电路一块STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快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。主控制最小系统电路如图2所示电源音频输入STC12C5A60S2主控制器模块16*16LED显示按键控制综合训练光幻广州塔的装配与调试55图STC12C5A60S2单片机图控制电路图综合训练光幻广州塔的装配与调试66硬件电路总设计图图总设计电路图综合训练光幻广州塔的装配与调试7综合训练光幻广州塔的装配与调试881.2电源设计电源部分的设计采用DC5V供电，使用了电解电容进行滤波，电路供电更加的稳定。1.3模块设计1.3.1led驱动模块LED驱动采用的是直接用单片机管脚驱动，因为stc12c5a60s2单片机的管脚电流达到20几毫安，足以驱动广州塔的LED，为了LED工作的稳定性，我们在电路中加入了限流电阻。1.3.2底座4个LED底座4个LED使用的七彩LED，为了控制方便，4个LED直接到了电源，上电就能直接点亮，可以直观看出模块电源是否正常，使用七彩LED的原因是，其发出的LED光多姿多彩，给广州塔的绚丽增添多一份优美，电路如下图所示：图4底座led驱动电路1.3.3音频输入电路的设计音频电路的设计主要是采用了T型口的USB接口，因为该接口包含了音频和综合训练光幻广州塔的装配与调试99电源的输入，又因为控制模板的单片机是自带了AD的，所以通过按键切换到音频模式下，我们可以看到广州随音乐在跳舞。1.3.4时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。如图13所示为时钟电路。CCX12MHZXTAL1XTAL2图13时钟电路图2、主要功能特点介绍2.1采用16×16（点阵）颗灯设计2.220多种脱机动画模式随意转换3、软件设计光幻广州塔控制系统设计采用C语言编写，按照模块化的设计思路设计程序，首先分析程序要实现的功能，然后编写不同的程序显示。本次程序设计完成的功能是：9次心星闪烁和0-9数字顺序显示，本设计采用keil软件来编写程序和调试程序，在使用keil时，一定要先输出.hex文件，因为STC-ISP.exe只有.hex文件才能下进单片机里去。综合训练光幻广州塔的装配与调试10103.1软件框架3.1.1主程序主要就是在while（1）里面循环各种现实效果。1.voidmain()2.{3.while(1)4.{5.6.hongbegin();//红由亮到暗7.hongend();//红由暗道亮8.P2=0XFF;//将P2关闭以免影响下面黄色灯效果9.huangbegin();//黄呼吸灯10.huangend();11.chengsedeng();//橙色灯12.huangsebianhongse();//黄色变红色13.miansheng();//面上升14.mianjiang();//面下降15.mianzuodaoyou();//面左到右；16.mianyoudaozuo();//面从右到左17.shuidi();//模仿水滴效果（从嘴上一排下落）18.luoxuansheng();//螺旋上升19.luoxuanjiang();//螺旋下降20.pingheng();//平衡木21.yinxiangshang();//音响效果上下22.yinxiangzuo();//音响效果左右23.sxingsaomian();//S形扫面24.litixuanzhuan();//立体旋转25.zuoshangliang();//左上角一点到全体亮26.sijiaoneishou();//四角向内收27.shuidijiandong();//仿水滴溅动28.shuibo();//仿水波浪29.feiji();//仿飞机飞行30.chaojimali();//超级玛丽31.chengsedeng();//橙色灯32.huangbegin();//黄呼吸灯33.huangend();34.hongend();//红由暗道亮35.hongbegin();//红由亮到暗36.jiesu();//结束函数综合训练光幻广州塔的装配与调试11113.1.2呼吸灯说是呼吸灯，渐亮、渐灭的，其实就是PWM，通俗的讲就是控制一个周期内的导通时间，周期内的导通时间逐渐增加，自然就越来越亮。逐渐减小，自然就越来越暗，之道完全熄灭。下面是实现的部分代码。1./*P1为黄色，P2为红色。P0为阴极*/2.ucharcodetable[]={//呼吸灯专用3.0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,4.11,12,13,14,15,16,17,18,5.19,20,21,22,23,24,25,26,27,6.28,29,30,31,32,33,34,35,36,7.37,38,39,40,41,42,43,44,45,8.46,47,48,49,50,51,52,53,54,9.55,56,57,58,59,60,61,62,63,10.64,65,66,67,68,69,70,71,72,11.73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,12.83,84,85,86,87,88,89,90,91,13.92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,14.110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125,15.126,127,128,129,130,131,132,133,134,135,136,137,138,139,140,141,16.142,143,144,145,146,147,148,149,150,};17.voiddelay(uintz)18.{19.uintx,y;20.for(x=5;x0;x--)21.for(y=z;y0;y--);22.}23.voidhongbegin()//全亮呼吸灭24.{25.inti;26.for(i=0;i140;i++)27.{28.honglight2(i);29.}30.P0=0x00;//保持亮的状态31.P2=0xff;32.P1=0xff;33.34.}35.voidhonglight2(ucharnum2)//由亮到灭（可以理解为亮的时间由长到短。灭的时间由短到长）36.{综合训练光幻广州塔的装配与调试121237.ucharj;38.P0=0xff;//首先关闭P039.P2=0x00;//打开P240.j=table[num2];41.delay(j);//延时（由短到长的）42.P0=0x00;//打开P0叫它亮43.P2=0x00;44.delay(150-j);//延时由长到短45.}3.1.2动画首先我们知道，动画是由图片来快速播放形成的，光立方依靠的也是这个原理。1.unsignedcharcodetabP0[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};//低电平扫描，每次只让亮一排（一个P0口）2.voidmianjiang()3.{4.5.unsignedcharcodetabP2[3][8]={//定义数组。储存数据6.7.{0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0xFF,0xFF,0xFF},8.{0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0xFF,0xFF},9.{0x00,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0xFF},10.};11.12.intj,k,i;//定义三个变量13.for(j=0;j3;j++)//j图像个数14.{15.for(k=0;k20;k++)//k为每个图像存在时间、k越大单个图像存在时间越长16.{17.for(i=0;i8;i++)//每个图像由八帧、构成18.{P2=0XFF;//此函数和消除残留的阴影19.//P0=1;20.P0=tabP0;//将阴极P0取出21.P2=tabP2[j];//将数组阳极取出22.P1=0XFF;//将P1关闭以免影响红色效果23.ys(2);//根据人眼暂留效应。。加大可看见整个亮灯过程、、减小即可显示稳定图像综合训练光幻广州塔的装配与调试1313任务二元器件的识别与检测一、底板元器件识别与检测：【装配准备】在装配之前，将工具、元器件进行准备。1、工具的准备装配电子万年历所需要的焊接工具主要是电烙铁、海绵、松香、镊子、斜口钳、十字起子、一字起子和焊锡丝，如下图所示。图4-3焊接工具的准备2、元器件、材料的准备装配前将电子万年历的元器件按元件清单整理、归类，以便进行检测与焊接。3、印制电路板检查对照下图所示的印制电路板，即PCB板，检查有无铜箔短路、短路，孔位尺寸存在缺陷的地方。综合训练光幻广州塔的装配与调试1414图光幻广州塔底板印制电路板活动1：元器件识别与检测在制作之前，应对照清单将电子万年历的元器件进行识别与清点，检查有无漏、错、损坏等现象，如下表所示。1、光幻广州塔元器件清单名称型号数量符号图片瓷片电容30pf3C1、C2、C3电解电容470uf/10V1C4七彩LED5mm4D