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3 硬件设计
3.1 STM32最小系统
驱动模块
本作品采用两个ULN2803接入STM32开发板的PE口控制每一层LED的亮灭，用了20个74hc573锁存器来控制每一列led灯的亮灭，其中每两个锁存器的使能输入端相连，每个锁存器接5列led，2个锁存器就可控制一面led。如图1，图中，ledx代表第x层的灯。Ledx.y表示第x行y列的led。
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图1
图2
显示模块
“光立方”是由10层这样布局的LED组成，每层位置排列全部一致，如图3 。每层LED的所有正极全部接到一起，然后连接74hc573的行扫描驱动电路，通过74hc573译码确定使能哪一层。各层同一位置LED的负极连接都一起，
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将之前10个面上的阴极对应位置依次焊接，最后留出的10个阴极与ULN2803 的输出端进行连接，LED的100个阳极则与74hc573的数据输出端依次连接。
图3
4 软件设计
软件设计是把许多事物和问题抽象起来，并且抽象它们不同的层次和角度。建议用数学语言来抽象事务和问题，因为数学是最好的抽象语言，并且它的本质就是抽象。
在进行微机控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。因此，软件设计在微机控制系统设计中占重要地位。对于本系统，软件更为重要。
在单片机控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括：数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算，然后再输出，以便控制生产。
为了完成上述任务，在进行软件设计时，通常把整个过程分成若干个部分，每一部分叫做一个模块。所谓“模块”，实质上就是所完成一定功能，相对独立的程序段，这种程序设计方法叫模块程序设计法。
模块程序设计法将复杂的问题分解成可以管理的片断会更容易。将问题或事物分解并模块化这使得解决问题变得容易，分解的越细模块数量也就越多，它的副作用就是使得设计者考虑更多的模块之间耦合度的情况。
模块程序设计法的主要优点是：
单个模块比起一个完整的程序易编写及调试；
模块可以共存，一个模块可以被多个任务在不同条件下调用；
模块程序允许设计者分割任务和利用已有程序，为设计者提供方便。
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模块程序简单性为观察者带来方便。
4.1总体软件框图
开始 配置GPIO 与RCC 打开层选 使能锁存器锁 存端 向锁存器写 入数据 失能锁存
器锁存端 9
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4.2 主程序
根据题目要求用C语言编写程序以达到各项功能，具体程序在附录。
5 系统调试与测试
5.1 硬件测试
（1）主要测试仪器、仪表：万用表，3V电池组，稳压源；
（2）系统测试：a.将待测led接上360欧限流电阻，用稳压源给一定电压，用万用表测试待 测led正常发光的电流以及led两端电压；
将3V电池组与1K欧电阻、待测led在面包板上串联,测试1200只led 是否能正常发光；
1000只led焊接完成后用万用表测其是否有虚焊、短路，并用稳压源输出 3V电压，测试是否有坏掉的led;
主控制板焊接完成后，用万用表测其是否有虚焊、短路以及其他线路连接 问题。
焊接全部完成后，用万用表测试 b.测试参数记录：
led焊接前： 正常发光电流 正常发光时led压降 2mA以上 0.7V左右 Led数量 正常发光数量 1200只 1200只 全部焊接完成后： 总电流 ULN2803输出电流/led正常发光时电流 15mA~17mA 150mA左右 c.系统功能测试：
预期系统能实现的功能是光立方能按程序正常显示动态图案；测试开始时，光立方并不能显示理想中的图案，经反复排查发现是主控制板的线路存在虚焊和短路，排除这些问题后基本能正常显示，但有个别led不亮，有的甚至一整列不亮，经排查为焊接不牢，出现断路，重新焊好后1000只led便能按程序正常发光和熄灭了，光立方可以正常显示动态图案。
（3）测试结果分析：系统指标和功能基本能实现，但也存在一些缺陷，比如一
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