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 　　因此，在综合了驱动能力，程序编写难易度，电路复杂度等各方面因素后，最终选取了 方案 C 作为此次系统设计的驱动方案设计。并且在此基础上，我们设计了相应的原理图，并 且生成了 PCB 文件送往工厂制成实物，原理图如8所示：　　

 　　2)LED 选型
　　目前，市面上常见的 led 有雾面长方形 led 和草帽 led。led 发光体的体积 越小，整体的通透性就越好，也就是说后排的 led 就越不容易被前排的 led 挡 住;而另一方面，发光体越大，越容易看到光点，例如使用直径更大的 led 或是 使用雾面而非光面的 led 。最终，我们选取的是2×5×7的蓝色方形雾面 LED 灯，通过工具将其正负极完成一定的角度，以进行接下来的焊接工作,图9为 LED 实物图。　　

 　　3)LED 焊接方案
　　LED 灯的焊接是整个系统制作过程中非常重要的一环，因为 LED 灯排列的整 齐度直接影响了显示效果的好坏，另外，LED 非常容易受到静电的影响，焊接时 烙铁以及焊接的同学都要做好防静电处理，烙铁的温度对于焊接的影响也很大， 保持锡丝刚刚能融化时的温度即可。在此之前，可用3.3V 的纽扣电池检验 LED 灯的好坏，以避免以后不必要的麻烦。
　　为了能够保证 LED 焊接后的整齐度，我们利用3片万用板拼接成了一块大的板子，并在其上适当的位置焊上排针，这样便可快速地焊出整齐的一层 LED 矩阵。 大大提高了工作效率，如图10所示。　　

 　　8 层 LED 矩阵分别焊好后，便可进行整个系统的焊接，方法为依次将各层的 LED 矩阵用架子架起来，同时需要保证层与层之间的距离保持一致，以确保整体 的美观度。每架上一层后，用烙铁将相对应的 LED 正极焊在一起，而同一层的负极需要焊在一起，并且通过导线引出，建议每焊好一层后便通上电以检验是否有 LED 出现坏点的情况，如图 11 所示。　　

 　　驱动电路的电源和开发板共用来自电脑 USB 的 5V 电源，实验表明，USB 电 源足以满足该系统正常工作。整个系统焊接完成后，便可通电以检验整个电路是否有问题。
　　4)软件方案设计 若想系统有很好的显示效果，需要往单片机中存入相当多的图形与动画。与相同价位的其它单片机相比，IAP15F2K61S2 具有 61K 字节片内片内Flash 程序存储器，同时它还是增强型 8051 CPU，1T，单时钟/机器周期， 速度的提高使其能够有更好的显示效果。完全能够满足系统的软件需求，整个系统的软件流程图如图 12 所示：　　

 　　整个系统共涉及到单片机的 IO 模块、AD 转换模块、定时器模块、外部中断 模块硬件资源使用情况如表 1：　　

 　　函数主体中，定义了一个 8×8 的二维数组，通过给这个数组赋不同的值， 即可在每一层中显示不同的图案。扫描时不同列与不同层的切换在定时器的 中断服务程序中进行，因此，定时器初值的设置需要在一定范围内，这样显 示时便不会出现 LED 闪烁的情况。程序中我们用了定时器 0，下面是相关的 初始化程序和中断服务程序：
　　void Init_Timer0()
　　{
　　IE=0x82; TCON=0x01; TH0=0xfc; TL0=0; TR0=1;
　　}
　　void display() interrupt 1
　　{
　　uchar i;
　　static uchar layer=0; P3=0;
　　for (i=0;i<8;i++)
　　{
　　P2=1<
　　delay(3);
　　} P3=1<
　　layer++;
　　else
　　layer=0;
　　TH0=0xfc; //0xfc
　　TL0=0;
　　}

　　字符与图形的显示通过一款名为 PCtoLCD2002 的取模软件进行，该软件设置中有扫描方式、逐行扫描、逐列扫描、字宽、字长、共阳连接、共阴连接等可选项，分别可以满足不同的取模需要。取下来的数值在程序中赋给用来显 示的数组，这样便可以达到改变显示的效果。软件取模过程如图 13 所示　　

 　　for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]=shuju[i][j];
　　}
　　}

　　DS18B20 是单总线数字温度传感器，在与微处理器连接时仅需要一条口线即 可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯，在使用中不需要任何外围元件。在 开发板上，其数据端与单片机的 P1.2 相连，可以通过对其的初始化以达到探测周围环境的目的，相关程序如下：

　　#include
　　#include
　　#include
　　#include"delay.h"
　　#include"DS18B20.h"
　　extern uchar display[8][8];
　　uchar display1[8][8];
　　sbit DQ=P1^2; //ds18b20 端口
　　uchar tab[]="0123456789";
　　/**************************************************************************
　　*************/
　　//18b20 初始化函数
　　void Init_DS18B20(void)
　　{
　　unsigned char x=0;
　　DQ = 1; //DQ 复位
　　delay1(80); //稍做延时
　　DQ = 0; //单片机将 DQ 拉低
　　delay1(800); //精确延时 大于 480us
　　DQ = 1; //拉高总线
　　delay1(100);
　　x=DQ; //稍做延时后 如果 x=0 则初始化成功 x=1 则初始化失败
　　delay1(50);
　　}

　　//读一个字节
　　unsigned char ReadOneChar(void)
　　{
　　unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i>0;i--)
　　{
　　DQ =0; // 给脉冲信号
　　dat>>=1;
　　DQ = 1; // 给脉冲信号
　　if(DQ) dat|=0x80; delay1(50);
　　}
　　return(dat);
　　}
　　//写一个字节
　　void WriteOneChar(unsigned char dat)
　　{
　　unsigned char i=0;
　　for (i=8; i>0; i--)
　　{
　　DQ = 0;
　　DQ = dat&0x01;
　　delay1(50); DQ = 1; dat>>=1;
　　}
　　delay1(50);
　　}
　　//读取温度
　　unsigned char ReadTemperature(void)
　　{
　　unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned char t=0;
　　//float tt=0;
　　Init_DS18B20();
　　WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换 delay1(2000);
　　Init_DS18B20();
　　WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
　　WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等(共可读 9 个寄存器) 前两个就是温度
　　a=ReadOneChar();
　　b=ReadOneChar();
　　b<<=4; b+=(a&0xf0)>>4; t=b;
　　//tt=t*0.0625;
　　//t= tt*10+0.5; //放大 10 倍输出并四舍五入
　　return(t);
　　}
　　void ShowTemperature(void)
　　{
　　uchar temp;
　　uchar a,b,c,d,e,f,g,h,m,n,l,k; uchar i,j; temp=ReadTemperature()-1;
　　a=tab[temp/10]; //十位温度
　　c=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 d=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 e=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 f=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 g=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 h=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 k=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 l=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1; a=tab[temp/10]; //十位温度 m=tab[temp%10]; //个位温度
　　temp=ReadTemperature()-1;
　　a=tab[temp/10]; //十位温度
　　n=tab[temp%10]; //个位温度
　　b=(c+d+e+f+g+h+l+m+n+k)/10;
　　switch(a)
　　{
　　case 48: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]=shi0[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 49: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]=shi1[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 50: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]=shi2[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 51: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]=shi3[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　default:for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]=shi2[i][j];
　　}
　　}
　　switch(b)
　　{
　　case 48: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge0[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 49: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge1[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 50: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge2[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 51: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge3[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 52: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge4[i][j];
　　}
　　case 53: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge5[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 54: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge6[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 55: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge7[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 56: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge8[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　case 57: for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　for(j=0;j<8;j++)
　　{
　　display1[i][j]|=ge9[i][j];
　　}
　　}
　　break;
　　}
　　for(i二0;i<8;i++)
　　for(j二0;j<8;j++ )
　　{
　　display[i][j]二displayl [i][j];
　　}
　　delayl(1000);

　　作品特色

　　以 STC15 系列单片机为控制核心的 LED 立体显示系统突破性地采取了立体显 示的方式，将以往二维平面上显示的图形动画等通过在立体的 LED 矩阵上扫描， 从而实现了图形和动画的立体显示，大大增强了 LED 显示的效果，提高了观赏性， 可以用在诸如广告宣传、夜景亮化、家居装饰等各种场合场合。除此之外，为了 增强它的实用性和功能性，我们分别在数字温度传感器和声音传感器的基础上， 增加了电子温度计和声音频谱的显示功能。单片机控制温度传感器 DS18B20 采集 周围温度信息，处理后同样以立体显示的效果显示在 LED 上。声音传感器采集来 的声音信号经过单片机进行 AD 转换，处理后的信息在 LED 上显示，形成了 LED 光柱随音乐节奏上下变换的效果。
　　LED 立体显示系统共设置有待机模式、电子温度计模式、频谱显示模式、动 画演示模式和关机模式，通过设置的拨码开关，能够在各种模式间进行切换，简单易用。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2327