9. Расширение порта I/o, альтернативное решение

Существует другое решение для создания множества выходных линий. Мы создали мультиплексор, потому что у нас было 8 микросхем параллельныхрегистров.

Эффективней использовать последовательно-параллельный регистр сдвига, для получения 64 выходных линий. 74HC164 является 8-битным регистром сдвига. Этот чип имеет два входа (информационный, синхронизации).

Каждый раз, когда на вход синхронизациипоступает фронт импульса, данные из Q6 перемещаются в Q7, Q5 в Q6, Q4 в Q5 и так далее. Все сдвигается на одну позицию вправо (предполагается, что Q0 находится слева). Данныес линиипоступают в Q0.

При загрузке данных в микросхему, необходимо взять байт, и вводить разряды,в микросхемувдвигая по одному битуза один раз. Это требует много цикловМК. Для получения 64 выходных линий – подключаем информационные входы каждого регистра сдвига на 8 выходов порта микроконтроллера. Всетактовые входы соединены между собой и подключены к другому порту ввода-вывода.Эта конфигурация будет использовать всего 9 линий ввода-вывода на микроконтроллере.

В этой схеме каждый байт будет распределен по всем 8 сдвиговым регистрам с одним битом в каждом.

// PORT_A: bit 0 connected to shift register 0's data input, bit 1 to shift register 1 and so on.

// PORT_B: bit 0 connected to all the clock inputs; char buffer[8] holds 64 bits of data

for (i=0; i < 8; i++)

{

PORTB = 0x00; // Pull the clock line low, so we can pull it high later to trigger the shift register

PORTA = buffer[i]; // Load a byte of data onto port A

PORTB = 0x01; // Pull the clock line high to shift data into the shift registers.

}

Это - лучшее решение, но строя куб,для увеличения числа портов ввода-вывода,мы будем использовать массивтриггеров, основанный на мультиплексоре.

10. Требования к источнику питания

Светодиодыне требуютбольшой ток. Если все диоды будут включены, то схема будет потреблять 64 мА. AVR и микросхемы также потребляют ток.

Для расчёта тока диодов, соедините 5-вольтный источник электропитания с резистором, и измерьте ток в мА. Умножьте это число на 64, и получите питание всего куба. Добавьте к этому 15-20 мА для AVR и несколько мА для каждоготриггераIC.

Наша первая попытка электропитания состояла в том, чтобы использовать регуляторнапряжения, LM7805, с 12-вольтовойисточником питания (блок с трансформатором непосредственно включается в розетку – кто ж додумался назвать это стенной бородавкой!!!). При токе свыше 500mA, этасхемаперегрелась, и не смогладать желаемый ток.

11.Создание или покупка источника питания

Если у вас нет подходящего, то вы можете купить 5-ти вольтовый PSU. Можно использовать АТ или ATX электропитание или старый внешнийжесткий диск.

Для работы электропитания ATX, нужно подключить зеленый провод к разъёму заземления на материнской плате.

Контакт для внешнего жесткого диска хорошо использовать в качестве источника электропитания. Нужно только добавить внешние клеммы.

На блоке питания нам необходим разъём Molex. (Черный, Желтый «земля», +12V Красный, +5V).

13. Выбор светодиодов

Что следует учитывать при выборе светодиодов:

• используйте рассеивающие светодиоды

• используйте светодиоды размером 3 мм

• используйте качественные светодиоды

• приобретите 3мм сверло для создания шаблона.

• светодиоды должны быть достаточно яркими, чтобы произвести нужный уровень яркости в 1/8 рабочего цикла.

• Длина ножек светодиодов должна быть равной или больше, чем расстояние, между диодами в кубе.

14.Выбор резисторов

Следует учитывать при выборе резисторов для светодиодов, 74HC574:

1) Следует выбирать светодиоды устойчивые к всплеску нагрузки.

2) Ваши светодиоды могут работать только на 50/8 мА с 74HC574 имеющим 8 выходов.

3) Транзисторы должны включать и выключать ваши светодиоды. Если ваши светодиоды используют 20 мА, то нужны транзисторы 1,28 ампер.

15. Выбор размера куба

Самый легкий способ построитьсветодиодныйкуб – это согнуть ножки диодов так, чтобы онисоединили диоды вместе.

Используйте максимальное расстояние, которое они позволяют. Добавьте 1 мм для пайки.

16. Как сделать провод прямым

Чтобысветодиодный куб выглядел красиво, потребуется прямая стальная проволока.

Как выпрямить проволоку:

1. Удалить изоляцию (если она есть)

2. Схватить провод с каждого конца плоскогубцами

3. Растянуть провод на несколько миллиметров, чтобы он выпрямился.

17. маленький прототип куба

Прежде чем, создатьсветодиодный куб 8x8x8, сделайте уменьшенный вариант размером 4x4x4. Таквы усовершенствуете свою технику пайки.

18. Сборка куба. Построение макета

Чтобы сделатькубабсолютно симметричным, надо создать шаблон для пайки.

1. Найдите кусок дерева или пластмассу, размером больше чем Ваш куб

2. Найдите сверло, делающее такое отверстие, в котором светодиод будет плотно сидеть

3. Используйте линейку и уголок, чтобы составить сетку 8х8 пересекающихся в 64-ёх точках прямых, используя расстояние между диодами, определённое на предыдущем шаге

4. Высверлите все отверстия

5. Проверьте, чтобы диоды плотно сидели в отверстиях.