졸업작품 최종발표 (LED CUBE 8X8X8)

졸업작품 최종발표 (LED CUBE 8X8X8) 발 표 일 자 : 2012년 5월 21일 담 당 교 수 : 남 상 현 교수님 참 가 인 원 : 김 정 섭 위 성 규 김 영 일

목 차 설계목적 작품소개 작품구동 제어원리 회로분석 결과

목적 AVR을 통한 디지털 신호의 생성과 C언어를 통한 신호의 다양한 가공을 경험한다. 생성된 신호를 직관적인 영역으로 해석 가능한 출력회로를 구성하여 둘의 상관관계를 알아본다.

작품소개 LED512개를 8X8X8 큐브 모양으로 배치하고 신호에 의해 이를 제어하여 그래픽효과를 얻는 작품

작품구동

LED의 제어원리 2. LED의 64개의 –극을 Z평면을 1그룹으로 하여 쇼트시키고 총 8그룹을 생성한다. 1. LED의 8개의 +극을 기둥모양으로 연결하여. 총 64 그룹을 만든다

LED의 제어원리 각 그룹을 큐브모양으로 쌓아 올린다. 밑에 구멍을 뚫어 각 그룹을 제어선으로 연결한다.

LED의 제어원리 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1

LED의 제어원리 가장 최소한의 입력선으로LED512개를 개별적으로 컨트롤하기 위함

신호생성 / 해석법 PORT C (8BIT) PORT B (8BIT) PORT A (3BIT) LAYER 디코더 입력단자 디코더EN단자 직교좌표계에서X축을 담당하는 PORT A (3BIT) Y축을 담당하는 PORT B (8BIT) Z축을 담당하는 PORT C (8BIT) 신호를 출력한다

신호생성 / 해석법 예를들어000, 00000001, 00000010의 신호는 PORT A 에서 000 신호는 디코더들의1번핀이ON이 되므로 X=0 평면에 LED에 신호 입력 PORT B 에서 00000001 1번 디코더만 ON이 되므로 Y=0 평면의 LED 에 신호입력 PORT C 에서 00000010 신호를 발생 시켰다면 Z = 1 평면의 LED에 전위차를 생성 즉 신호영역을 모두 만족하는 (0,0,1)에 해당하는 LED에만 불이들어오게 된다. PORT B ,PORTC 의 신호는 십진수로 해석될수 없으므로 배열 함수를 이용하여 십진수의 영역으로 바꿔준다.

신호생성 / 해석법 1 1 1 1 0 NOT1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 000_00000001_00001000 0 1 0

제어회로분석 디 코 더 ATMEGA 128 PORT A TD62783 디 코 더 PORT B 디 코 더 PORT C ULN2803 5V 레귤레이터 8개의 디코더가ATMEGA의 신호를 받아 직교좌표의 X,Y 축을담당 PORT C의 신호는 Z축을 제어하여 LED양단의 전위차를 컨트롤

제어회로분석 LED사망 방지용 저항 PORT A PORT B TD62783은 ATMEGA의 5V신호를 12V레벨로 업 시켜주는 역할 디코더의 출력은 복수로써 존재할수 없기에 빠른 스위칭(ms단위) 으로 복수의 출력처럼 보이는 착시현상을 이용하여 평면을 만든다.

제어회로분석 PORT C PORT C의 입력을 받아 LED의 캐소드에 연결되어 Z축을 제어한다. ULN2803 TD61783과 마찬가지로 5V의 신호를 12V 레벨로 업시키는 역할 TD61783과 다른점은 안에 NOT게이트가 내장되어있다. 그러므로 PORT A와 C가 HI 가 뜨면 LED의 양단에 전위차가 생기는셈 (제어의 편의를 위함)

작 품 결 론 ATMEGA와 AVRstudio를 이용한 신호생성 과 신호처리 회로를 구현해보면서 회로구성을 통하여 신호를 직관적인 결과물로 출력하는 과정을 이해할수있었다. 학부시절에는 C언어를 배우며 덧셈,뺄셈으로 과연 전자제품이 되는가? 라는 의문이 있었지만 코딩과정을 진행하며 덧셈, 뺄셈, 반복문, 조건연산 등 으로 기계가 돌아가는걸 확인할수 있었다. 그외에 칩의 오작동을 방지하기 위한 커패시터디커플링 결합, 신호를 전력레벨로 업시키는 소자의 사용,레귤레이터소자, 배선 패턴, 전선처리 등 힘들었지만 많은 지식을 쌓을 수 있었던 설계경험이였다.

감사합니다.

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