一种基于单片机的声控光立方制造技术

本实用新型专利技术属于LED三维显示装置技术领域，具体涉及一种基于单片机的声控光立方，包括第一单片机、驱动单元、锁存单元、显示单元和为系统供电的电源单元，第一单片机与驱动单元和锁存单元连接，驱动单元和锁存单元分别与显示单元连接，还包括第二单片机、声音检测单元、音乐播放单元和音频检测单元，音频检测单元通过优先编码单元与第一单片机连接，第一单片机优先处理音频检测单元检测到的信号；声音检测单元的输出端与第二单片机的输入端连接，第二单片机的输出端通过继电器单元与音乐播放单元连接，第二单片机与第一单片机通信连接。本实用新型专利技术结构简单、立体感比较强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于LED三维显示装置
，具体涉及一种基于单片机的声控光立方。
技术介绍
目前LED显示屏与二维广告流水灯的应用相当广泛，在工业场所、商业街、娱乐场所都可以看到他们的身影，但这些应用都是二维显示，显示画面单一，不能动态的显示出三维立体图形，对于娱乐场所显然他们的显示效果过于简单，立体感比较弱，观赏性差。因此，能制作出灵活多变、绚丽多彩的立体三维图像LED显示，将给我们的生活带来前所未有的视觉新体验。
技术实现思路
本技术新的目的在于提供一种结构简单、能够根据音乐动态显示相应的三维立体图形的基于单片机的声控光立方。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种基于单片机的声控光立方，包括第一单片机、驱动单元、锁存单元、显示单元和为系统供电的电源单元，所述第一单片机的输出端分别与驱动单元和锁存单元的输入端连接，驱动单元和锁存单元的输出端分别与显示单元的输入端连接，所述显示单元为由512只LED灯组成的8*8*8立方体点阵显示器，立方体点阵显示器为八层，每一层LED灯的阴极连接到一起，每一竖列LED灯的阳极连接在一起，所述驱动单元的输出端与每一层LED灯阴极连接作为每一层LED灯的阴极驱动，所述锁存单元的输出端与每一竖列LED灯的阳极连接作为每一竖列LED灯的阳极驱动；还包括第二单片机、用于检测有无声音的有声音检测单元、音乐播放单元和用于检测音乐音频信号的音频检测单元，所述音频检测单元通过优先编码单元与第一单片机连接；所述声音检测单元的输出端与第二单片机的输入端连接，第二单片机的输出端通过继电器单元与音乐播放单元连接；第二单片机与第一单片机通信连接。所述音频检测单元包括极低音频检测模块、中低音频检测模块、低音频检测模块、中音频检测模块、中高音频检测模块、高音频检测模块、极高音频检测模块。还包括用于检测音乐音强信号的音强检测单元，音强检测单元的输出端通过A/D转换单元与第二单片机连接。所述第一单片机和第二单片机均采用增强型8051单片机STC12C5A60S2。所述驱动单元采用八路NPN达林顿管驱动器ULN2803A。所述锁存单元采用八片74HC573锁存器。所述优先编码单元采用74HC148优先编码器。与现有技术相比，本技术的有益效果为：1、本技术中的声音检测单元将检测到的声音信号发送给第二单片机，第二单片机对接收的信号进行分析处理，当声音检测单元检测到有声音时，第二单片机控制继电器单元得电，继电器单元的常开触头闭合，音乐播放单元启动，第二单片机同时向第一单片机发送信号，第一单片机控制显示单元跳出待机动画画面，显示单元显示预设动画后，第一单片机才开始处理音频检测单元和音强检测单元检测的信号，控制显示单元显示与此时音乐相应的3D图形。由于显示单元为由512只LED灯组成的8*8*8立方体点阵显示器，具有三维动画感强烈、观赏性好、性价比高的特点，可应用于三维的广告流水灯、城市夜景、户外景观等众多领域；2、本技术中的音频检测单元包括7个音频检测模块，从极低音频到极高音频的7个频段，分别对应7个音频检测模块，音频检测单元的输出信号接74HC148优先编码器的输入端，74HC148优先编码器的输出端接第一单片机，第一单片机优先处理音频检测单元检测到的信号；并控制显示单元显示相应的3D动画图形；3、本技术的中的音强检测单元检测范围大，能够检测音乐的每一个声音，并将检测到的音强信号经A/D转换单元转换处理后发送给第二单片机，当7个音频检测模块均检测不到与事先设定的固定频率一致的频率时，第一单片机才会处理音强检测单元通过A/D转换单元和第二单片机发生来的此时的音乐音强信号，然后第一单片机发送相应指令控制显示单元显示与此刻音乐相应的3D动画图形；音强检测单元的应用完善了音频检测单元检测范围小的问题。附图说明图1为本技术的控制原理框图；图2为本技术的声音检测单元检测电路原理图。具体实施方式本技术公开了一种基于单片机的声控光立方，如图1所示，包括第一单片机、第二单片机、用于检测有无声音的声音检测单元、音乐播放单元、音频检测单元和用于检测音乐音强信号的音强检测单元、驱动单元、锁存单元、显示单元和为系统供电的电源单元，第一单片机和第二单片机均采用增强型8051单片机STC12C5A60S2，驱动单元采用八路NPN达林顿管驱动器ULN2803A，锁存单元采用八片74HC573锁存器，第一单片机的输出端分别与驱动单元和锁存单元的输入端连接；显示单元为由512只LED灯组成的8*8*8立方体点阵显示器，具有三维动画感强烈、观赏性好、性价比高的特点，可应用于三维的广告流水灯、城市夜景、户外景观等众多领域；立方体点阵显示器为八层，每一层LED灯的阴极连接到一起，每一层LED灯有一个公共阴极管脚，共计八个阴极管脚，驱动器ULN2803A对应的输出端分别与八个阴极管脚连接，作为每一层LED灯的阴极驱动；立方体点阵显示器的每一竖列的LED灯的阳极连接在一起，共计64个阳极管脚，64个阳极管脚每八个为一组分别与八片锁存器74HC573对应的输出端连接，锁存单元作为每一竖列LED灯的阳极驱动。工作原理：从层分析，每一层有64只共阴极的LED灯，该64只共阴极的LED灯的阳极独立控制，互不影响；从列分析，该立方体点阵显示器有64个竖直方向的列，每一列有八只共阳的LED灯，该八只LED灯的阴极由于处在不同的层，因此可独立控制，互不影响。当想要点亮一只LED灯，则只需要给这只LED灯所在的列高电平，给这只LED灯所在的层低电平，这只LED灯就会受到正向的电压，从而被点亮。声音检测单元的输出端与第二单片机的输入端连接，第二单片机的输出端通过继电器单元与音乐播放单元连接；声音检测单元包括麦克风和双电压比较器（LM393）U1，声音检测单元检测到有声音时，即麦克风拾取声音信号，并将声音信号转化为电信号，并依次通过放大电路和双电压比较器U1进行放大比较处理后发送给第二单片机，第二单片机对接收的信号进行处理并控制继电器单元得电，继电器单元的常开触头闭合，音乐播放单元启动；第二单片机同时向第一单片机发送信号，第一单片机控制显示单元跳出待机动画画面，并在显示预设动画后，第一单片机才开始处理音频检测单元和音强检测单元检测的信号，控制显示单元显示与此时音乐相应的3D动画图形。声音检测单元检测电路原理图如图2所示，麦克风的引脚2通过第一电阻R1接电源，引脚1接地，麦克风的引脚2与引脚1之间并联连接第四电阻R4和第三电容C3，麦克风的引脚2通过第一电容C1与三极管T1的基极连接，三极管T1的基极通过第二电阻R2接电源，三极管T1的集电极通过第三电阻R3接电源，三极管T1的集电极通过第四电容C4接地，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极与双电压比较器（LM393）U1的引脚3连接，双电压比较器U1的引脚4接地，双电压比较器UI的引脚8接电源，双电压比较器U1的引脚8还通过第二电容C2接地，双电压比较器U1的引脚2接基准电压源；接线器P3的引脚3接电源，接线器P3的引脚2（接地端）通过第五电阻R5与第一发光二极管D1的负极连接，第一发光二极管D1的正极接电源；接线器P3的引脚1（输出端）通过第六电阻R6与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的声控光立方，包括第一单片机、驱动单元、锁存单元、显示单元和为系统供电的电源单元，所述第一单片机的输出端分别与驱动单元和锁存单元的输入端连接，驱动单元和锁存单元的输出端分别与显示单元的输入端连接，所述显示单元为由512只LED灯组成的8*8*8立方体点阵显示器，立方体点阵显示器为八层，每一层LED灯的阴极连接到一起，驱动单元的输出端与每一层LED灯阴极连接作为每一层LED灯的阴极驱动，每一竖列LED灯的阳极连接在一起，锁存单元的输出端与每一竖列LED灯的阳极连接作为每一竖列LED灯的阳极驱动；其特征在于：还包括第二单片机、用于检测有无声音的声音检测单元、音乐播放单元和用于检测音乐音频信号的音频检测单元，所述音频检测单元通过优先编码单元与第一单片机连接；所述声音检测单元的输出端与第二单片机的输入端连接，第二单片机的输出端通过继电器单元与音乐播放单元连接；第二单片机与第一单片机通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的声控光立方，包括第一单片机、驱动单元、锁存单元、显示单元和为系统供电的电源单元，所述第一单片机的输出端分别与驱动单元和锁存单元的输入端连接，驱动单元和锁存单元的输出端分别与显示单元的输入端连接，所述显示单元为由512只LED灯组成的8*8*8立方体点阵显示器，立方体点阵显示器为八层，每一层LED灯的阴极连接到一起，驱动单元的输出端与每一层LED灯阴极连接作为每一层LED灯的阴极驱动，每一竖列LED灯的阳极连接在一起，锁存单元的输出端与每一竖列LED灯的阳极连接作为每一竖列LED灯的阳极驱动；其特征在于：还包括第二单片机、用于检测有无声音的声音检测单元、音乐播放单元和用于检测音乐音频信号的音频检测单元，所述音频检测单元通过优先编码单元与第一单片机连接；所述声音检测单元的输出端与第二单片机的输入端连接，第二单片机的输出端通过继电器单元与音乐播放单元连接；第二单片机与第一单片机通信连接。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金鹏，刘奇明，葛广军，李少飞，殷许鹏，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：新型
国别省市：河南;41