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    版主jobs最初接触光立方还是2010年，当时举办本科生竞赛，我拿到题目时看到有这个东西，觉得挺好奇的。考虑要焊接0x200个LED灯，甚是辛苦，遂放弃。时间很快就来到了2014年，版主群里有人提出组织光立方的活动，简单考虑了一下，评估了技术难度，于是就走起了。开发过程中，遇到了不少的坎坷，走了不少的弯路，也收获也那份成功的喜悦。这份经验，这份快乐不敢独享，发个帖子慢慢与广大网友们分享。

多看多读的前期准备

    光立方设计方案并不是一个新东西，在技术上也没有保密与关键技术可言。我们完全不需要“闭门造车”，更不需要“自主创新”。在伟大的互联网里，可以轻易的搜索到相关信息与资料。当然，如果您不想搜索，EEPW论坛也为大家收集了必要的资料，详见 官网技术资料链接。

    本次光立方的主控芯片并没有采用“接地气”的51单片机，而是使用32位Cortex-M3架构的STM32F103C8微处理器芯片。前期对STM32芯片的熟悉也是至关重要，更会在最后的实现效果得到充分体现。EEPW论坛之间组织了广泛的ARM DIY活动，在版块里汇集了大量网友的资料，经验，源代码，工程的分享，可供大家学习与借鉴，详见 ARM DIY版块。

    0x200个LED灯的焊接，可谓工作量巨大。为了保证焊接质量，批量化、流水化需要大家在焊接之前制作焊接辅助模板。辅助模板共需要两套：一套用于对LED灯引脚的弯折；一套用于对LED灯在指定间隔位置固定，为焊接提供方便，从而也形成间隔相等，高度相等的LED灯点阵。相关模板的制作可以参照 官网技术资料链接里的资料，这里不再赘述。

    在等待光立方套件的这段时间里，希望大家稳下心来，多看多读。开拓自己的思维，为后续的焊接，硬件测试，软件调试打下一个良好的基础。

仔细研究的硬件设计

    在光立方设计之初，讨论了一下光立方的主芯片的选型问题。有人提出使用51单片机，因为其简单，价格低廉；但是51单片机毕竟是明日黄花，并且调试起来极为不方便，最后选择了目前常用的Cortex-M3内核的STM32F103C8T6这款芯片。一方面，其应用已经广泛深入嵌入式的各个领域；另一方面，其调试简单，官方的固件库可直接调用，给代码编写与分享带来极大便利。

    在硬件设计中，本次使用了串入并出芯片74HC595芯片。此芯片可以将串行输入转换为8位并行输出，通过串行级联的方式，可以完成64个LED灯的输出控制，不仅操作方便，而且节省了IO口（虽然在本次活动体现不到）。当74HC595输出低电平时，当层选打开后，电流通过LED灯后灌入芯片，从而点亮LED灯。

    NPN三极管8050：对于层选择的控制，本次使用了NPN型三极管8050（或者9013），MCU通过输出高低电平来控制NPN的基极，使用三极管工作在开关模式。

    在硬件设计中，本次光立方首次引入USB接口。目前市面的光立方仅仅是通过串口来与电脑连接，不仅需要串口芯片的支持，而且还需要一根USB转串口的通讯，操作繁琐，成本较高。通过芯片原生支持的USB接口，可以轻松完成与上位机的通讯，想一想即使电脑“小白”的女友也会让光立方顺利显示出我们设计的精美图案心里就美，付出还是值得的。

    在硬件设计中，还提供了串口接口（TTL电平）。此接口不仅可以用来使用bootloader来下载程序，而且还支持与其它模块的连接，完全释放光立方的能力。（版主打算让其与重力感应模块相连，让其成为一个简便的水准仪，此为后话。）

    电源的选择。在硬件上设计了AMS1117-3.3芯片用来提供微处理器使用3.3v电压。此芯片为LDO芯片，理论上可以宽电压输入15v。但是在本次设计中我们的输出只能在5v左右。因为，芯片的输入电压直接与74HC595芯片的供电相连。如果电压过高，会将74hc595芯片烧毁。这里建议大家使用普通的5v充电器来单独为光立方供电。

    本次光立方活动的硬件设计原理图及AD9工程文件已经上传至论坛。欢迎大家下载，相关连接如下：

    《EEPW版光立方原理图》http://forum.eepw.com.cn/thread/257916/1

全面了解的工作原理

    光立方DIY活动的架构并非“求大，求全”全搬市面上光立方即有方案，反而削减了市面上的光立方的部分功能，可浓缩成为单一的显示模块。在扩展方面，预留了经典的Uart通讯功能，可以方便与已有的外围模块通讯，完成功能的扩展，有效节省了器件的开支。例如，可以扩展已有的蓝牙模块，通过手机app客户端控制演示光立方的图形;也可以扩展wifi模块，通过互联网远程女友桌子上的光立方。更多更好的创意还期待网友们来实现。本次光立方DIY活动的整体架构如下图所示：

认真耐心的焊接锻炼

    光立方由512个LED灯组建，焊接引脚多达1024个，这不仅需要网友们有过硬的焊接本领，而且还需要有细致、耐心的作风。512个LED灯在焊接时，不可能采用单个LED灯叠堆的方式焊接，必须前期制作辅助焊接工具——焊接模板。焊接模板分为两个部分，第一个部分是完成第一道工序：调整LED灯引脚方向。LED灯在出厂时，为直插方式，我们需要将LED灯的阳极调整成水平方向以完成层之间相连。模板可以帮助我们将LED灯引脚在同一位置，弯曲程序全部统一为90度;第二部分是完成第二道工序：固定LED灯与焊接。将LED灯的引脚弯折后，摆放于模板中，模板会将LED灯等间隔固定好，保证了相邻LED灯的两个引脚即相互重叠，这时我们只需要直接焊接即可，再也不用担心LED灯会不同高度，不同间隔了。

    优秀的模板设计不仅可以简化我们焊接， 而且使LED灯整齐，横竖整齐划一，将我们的焊接过程变成一种享受，虽然制作它确实消耗了我们一些时间。正可谓“工欲善其事，必先利其器。”

初现成果的测试程序

    考虑到有部分网友以前只是使用过51单片机，因此，版主为大家分享了测试程序源代码。
测试程序的主要功能是通过STM32芯片的SPI外设与74HC595通讯，并以扫描显示的方式全部点亮全部512个LED灯。

    由于考虑篇幅的问题，此部分源代码各开帖子分享。帖子链接信息如下：

    《版主有话说——光立方活动测试程序》 http://forum.eepw.com.cn/thread/258925/1

显现自我的再进一步

    敬请期待……

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