該項(xiàng)目主要是為帶有移位寄存器的發(fā)光二極管立方體（4*4）編寫代碼，為立方體創(chuàng)造不同的模式。

硬件組件：

Arduino Nano R3

移位寄存器75HC595

瞬時(shí)按鈕開關(guān)

發(fā)光二極管

4*4立方體：

該立方體有16條腿和4排的立方體。Les s把這些行叫做層。如何將這16條支路連接到Arduino而不占用其所有引腳的最簡(jiǎn)單方法是使用移位寄存器75HC595。

（移位寄存器75HC595）

將立方體的前8個(gè)引腳（1-8）連接到第一個(gè)移位寄存器（引腳Q0-Q7），并將其他8個(gè)引腳（9-16）連接到另一個(gè)引腳，如俯視圖中的表格所示：

（俯視立方體的腿）

下一步是用Arduino連接移位寄存器的引腳，如下所示：

引腳8（兩個(gè)移位寄存器/ GND）至阿爾杜伊諾的接地引腳

第一移位寄存器的引腳9 （Q7）至第二移位寄存器的引腳14（數(shù)據(jù)）

引腳10（兩個(gè)移位寄存器/復(fù)位）至Arduino的引腳8

引腳11（兩個(gè)移位寄存器/時(shí)鐘）至Arduino的引腳9

引腳12（兩個(gè)移位寄存器/鎖存器）至Arduino的引腳10

引腳14（第一個(gè)移位寄存器/數(shù)據(jù)）至Arduino的引腳11

引腳16（兩個(gè)移位寄存器/ VCC）至Arduino的5V引腳

最后一步是用Arduino連接立方體的層：

引腳4 -第0層（通過100歐姆電阻）

引腳5 -第1層（通過100歐姆電阻）

引腳6 -第2層（通過100歐姆電阻）

引腳7 -第3層（通過100歐姆電阻）

（立方體的底部）

控制led：

一層中的每個(gè)led都由一個(gè)數(shù)字表示，如下表所示：

（打開指示燈的值）

所以要打開圖層第二行的第二個(gè)led，就會(huì)設(shè)置layer = 32。要打開前兩個(gè)led，layer = 1 + 2 = 3。要打開第一行l(wèi)ed，layer = 1 + 2 + 4 + 8 = 15。

如果想將循環(huán)中的光穿過層中的所有LED，在第一步中，設(shè)置layer=b000000000000001=1，然后在循環(huán)中，將通過設(shè)置layer=layer《《1來移動(dòng)該位。或者可以設(shè)置layer=（1《《count）并在循環(huán)中增加“count”。

主回路：

當(dāng)知道如何在一層中設(shè)置led時(shí)，想要控制4層。雖然只能向我們的2個(gè)移位寄存器發(fā)送關(guān)于1層的信息，但使用Arduino的主循環(huán)來非常快速地打開和關(guān)閉循環(huán)中的層，它們將在同一時(shí)刻全部改變。顯示圖層值的代碼非常簡(jiǎn)單：

SetShiftReg（layer［k］）; //將層數(shù)據(jù)發(fā)送到移位寄存器

bitClear（PORTD， 4 + k）; //啟用“層k”

delay（1）; //對(duì)LED亮度很重要

PORTD |= B11110000; //關(guān)閉圖層

k++; if （k 》 3） k = 0; //在循環(huán)中再增加一層

在該項(xiàng)目中，使用按鈕（與接地和Arduino的引腳2連接）來改變創(chuàng)建的模式。按下按鈕設(shè)置“開始”。這個(gè)開始采用并初始化下一個(gè)模式。

然后，循環(huán)在“速度時(shí)間”值中設(shè)置的每一個(gè)時(shí)間（以毫秒為單位）后啟動(dòng)選定的模式。

關(guān)于主循環(huán)和按鈕的標(biāo)簽：

#define buttonPin 2

unsigned int layer［4］ = {0， 0， 0， 0}; //65535填充層

byte k = 0;

bool start = true;

unsigned long delayTime;

int speedTime = 0;

int count;

void setup（） {

InitializeShiftReg（）;

InitializeMyLedCube（）;

}

void InitializeMyLedCube（） {

DDRD = B11110000; //引腳D0-D3作為輸入，D4-D7作為輸出

PORTD |= B11110000; //關(guān)閉圖層

pinMode（buttonPin， INPUT_PULLUP）;

attachInterrupt（digitalPinToInterrupt（buttonPin）， PushButton， FALLING）;

delayTime = millis（）;

}

byte patternNum = 28;

byte pattern = patternNum - 1;

void loop（） {

if （start） {

detachInterrupt（digitalPinToInterrupt（buttonPin））;

delay（500）; //等待釋放按鈕

pattern++;

if （pattern 》 patternNum） pattern = 1;

attachInterrupt（digitalPinToInterrupt（buttonPin）， PushButton， FALLING）;

count = 0;

}

if （（（millis（） - delayTime） 》 speedTime） || start） {

switch （pattern） {

case 1： LayersUpDown（）; break;

case 2： FallingDot（）; break;

case 3： Rain（）; break;

case 4： AllCube（）; break;

case 5： Cut（）; break;

case 6： Cube（）; break;

case 7： Diagonal（）; break;

case 8： Mixer（）; break;

case 9： Random（）; break;

case 10： FallingLayer（）; break;

case 11： LayerCut（）; break;

case 12： Circle（）; break;

case 13： RandomWay（）; break;

case 14： SmallCube（）; break;

case 15： RandomWayCube（）; break;

case 16： GrowingCube（）; break;

case 17： FallingLayers（）; break;

case 18： GrowingLine（）; break;

case 19： CircleEdges（）; break;

case 20： CircleSide（）; break;

case 21： RandomWayLine（）; break;

case 22： RandomWaySide（）; break;

case 23： DJCube（）; break;

case 24： FillingCube（）; break;

case 25： NanoBuilding（）; break;

case 26： Curve（）; break;

case 27： Snake（）; break;

case 28： Julka（）; break;

default： break;

}

delayTime = millis（）;

}

//此部分顯示在函數(shù)中設(shè)置的圖層

SetShiftReg（layer［k］）; //將層數(shù)據(jù)發(fā)送到移位寄存器

bitClear（PORTD， 4 + k）; //啟用“層k”

delay（1）; //對(duì)LED亮度很重要

PORTD |= B11110000; //關(guān)閉圖層

k++; if （k 》 3） k = 0; //在循環(huán)中再增加一層

}

void PushButton（） {

start = true;

}

“移位寄存器”標(biāo)簽：

#define latchPin 10 //端口 B2

#define clockPin 9 //端口 B1

#define dataPin 11 //端口B3

#define resetPin 8 //端口 B0

void InitializeShiftReg（） {

DDRB |= B1111; //引腳D8-D11作為輸出

PORTB |= B0001; //將引腳重置為高

}

void SetShiftReg（unsigned int value） {

bitClear（PORTB， 2）; //數(shù)字寫入（latchPin， LOW）;

shiftOut（dataPin， clockPin， MSBFIRST， value 》》 8）;

shiftOut（dataPin， clockPin， MSBFIRST， value）;

bitSet（PORTB， 2）; //數(shù)字寫入（latchPin， HIGH）;

}

創(chuàng)建模式：

每次在“速度時(shí)間”值中設(shè)置模式的開始后，Arduino的主循環(huán)都會(huì)啟動(dòng)選定的模式。換句話說，一個(gè)模式的函數(shù)總是只改變一次層，但是主循環(huán)會(huì)重復(fù)多次。

以Rain（）模式為例：

void Rain（） {

if （start） {

start = false; speedTime = 200;

ClearLayers（）;

}

layer［0］ = layer［1］;

layer［1］ = layer［2］;

layer［2］ = layer［3］;

layer［3］ = 1 《《 random（16）;

}

只有當(dāng)打開模式時(shí)，“開始”部分才會(huì)啟動(dòng)一次。它設(shè)置速度時(shí)間并關(guān)閉所有l(wèi)ed。然后，總是隨機(jī)打開頂層16個(gè)led中的一個(gè)，在這個(gè)循環(huán)中，把它移到底層。
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