人見人愛的CUBE

　　在電影《變形金剛》里，代表著正義與邪惡兩方利益的汽車人爭先搶著一個能改變世界的東西，為它戰(zhàn)斗，為它犧牲;在數(shù)學(xué)界里，我們對于8*8*8的式子有一個稱呼;在那屆“無與倫比”的北京奧運會上，國家游泳館有一個可愛而形象的名字。上述三個事情貌似沒有關(guān)聯(lián)，可是，他們都有著一個共同的特征——cube(立方)。電子產(chǎn)品世界論壇也開展了一個關(guān)于“cube”的活動——光立方DIY活動。

　　我們使用8行8列8層的LED燈來制作這個立方，我們使用藍(lán)色高亮LED燈來代表“水立方”那藍(lán)色的智慧，全手工焊接512個LED燈的耐心、細(xì)致為光立方蓄積能量，使之變成為人見人愛的“立方”。

　　復(fù)雜而有序的硬件焊接

　　光立方由512個LED燈組建，焊接引腳多達(dá)1024個，這不僅需要網(wǎng)友們有過硬的焊接本領(lǐng)，而且還需要有細(xì)致、耐心的作風(fēng)。512個LED燈在焊接時，不可能采用單個LED燈疊堆的方式焊接，必須前期制作輔助焊接工具——焊接模板。焊接模板分為兩個部分，第一個部分是完成第一道工序：調(diào)整LED燈引腳方向。LED燈在出廠時，為直插方式，我們需要將LED燈的陽極調(diào)整成水平方向以完成層之間相連。模板可以幫助我們將LED燈引腳在同一位置，彎曲程序全部統(tǒng)一為90度;第二部分是完成第二道工序：固定LED燈與焊接。將LED燈的引腳彎折后，擺放于模板中，模板會將LED燈等間隔固定好，保證了相鄰LED燈的兩個引腳即相互重疊，這時我們只需要直接焊接即可，再也不用擔(dān)心LED燈會不同高度，不同間隔了。

　　優(yōu)秀的模板設(shè)計不僅可以簡化我們焊接， 而且使LED燈整齊，橫豎整齊劃一，將我們的焊接過程變成一種享受，雖然制作它確實消耗了我們一些時間。正可謂“工欲善其事，必先利其器。”

　　簡單而高效的底層驅(qū)動

　　8片74HC595D芯片，通過串聯(lián)的方式完成串行輸入，并行輸出，以達(dá)到操作通斷LED燈的目的。基于高性能32位Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103C8芯片有靈活的SPI接口配置與數(shù)據(jù)發(fā)送，與74HC595芯片通訊使用SPI接口也使得兩者相得益彰。

　　通過在RAM區(qū)開辟顯示緩沖區(qū)，使用STM32F103芯片的DMA功能完成SPI通訊數(shù)據(jù)傳輸可以在占用極少MCU資源的情況下直接將數(shù)據(jù)發(fā)送至74HC595芯片，以完成酷炫光立方3D圖形顯示。為滿足網(wǎng)友們各種相像力的發(fā)揮，留足了空間。

　　可擴展的模塊化架構(gòu)

　　光立方DIY活動的架構(gòu)并非“求大，求全”全搬市面上光立方即有方案，反而削減了市面上的光立方的部分功能，可濃縮成為單一的顯示模塊。在擴展方面，預(yù)留了經(jīng)典的Uart通訊功能，可以方便與已有的外圍模塊通訊，完成功能的擴展，有效節(jié)省了器件的開支。例如，可以擴展已有的藍(lán)牙模塊，通過手機app客戶端控制演示光立方的圖形;也可以擴展wifi模塊，通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程女友桌子上的光立方。更多更好的創(chuàng)意還期待網(wǎng)友們來實現(xiàn)。本次光立方DIY活動的整體架構(gòu)如下圖所示：

　　高大上的USB接口

　　“高大上”的USB接口首次被引入到光立方設(shè)計方案中，在目前市面上的光立方中，本次DIY活動的光立方屬于創(chuàng)新型光立方。這得易于高性能的STM32微處理器芯片，在未增加成本的情況下，擴展了USB功能。雖然USB功能相對復(fù)雜、難懂，研究USB通訊協(xié)議，設(shè)計USB通訊非常艱辛，曲折，也許我們會面對困難幾天毫無進(jìn)展，也許調(diào)試過程異常繁瑣，但USB接口連接簡便，使用簡單，可以輕松完成與上位機的通訊，想一想即使電腦“小白”的女友也會讓光立方順利顯示出我們設(shè)計的精美圖案心里就美，付出還是值得的。

　　由這么多的“立方”組成的光立方DIY活動，相信電子產(chǎn)品世界論壇組織的本次DIY活動會給你一個不一樣的感覺!

　　活動參與報名鏈接：http://m.butianyuan.cn/event/action/lightcube_DIY/index.html

　　活動官方論壇版塊：http://forum.eepw.com.cn/forum/373/1