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

硬件組件：

Arduino Nano R3

移位寄存器75HC595

瞬時按鈕開關

發光二極管

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個引腳（1-8）連接到第一個移位寄存器（引腳Q0-Q7），并將其他8個引腳（9-16）連接到另一個引腳，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（數據）

引腳10（兩個移位寄存器/復位）至Arduino的引腳8

引腳11（兩個移位寄存器/時鐘）至Arduino的引腳9

引腳12（兩個移位寄存器/鎖存器）至Arduino的引腳10

引腳14（第一個移位寄存器/數據）至Arduino的引腳11

引腳16（兩個移位寄存器/ 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led都由一個數字表示，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led，就會設置layer = 32。要打開前兩個led，layer = 1 + 2 = 3。要打開第一行led，layer = 1 + 2 + 4 + 8 = 15。

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

主回路：

當知道如何在一層中設置led時，想要控制4層。雖然只能向我們的2個移位寄存器發送關于1層的信息，但使用Arduino的主循環來非常快速地打開和關閉循環中的層，它們將在同一時刻全部改變。顯示圖層值的代碼非常簡單：

SetShiftReg（layer［k］）; //將層數據發送到移位寄存器

bitClear（PORTD， 4 + k）; //啟用“層k”

delay（1）; //對LED亮度很重要

PORTD |= B11110000; //關閉圖層

k++; if （k 》 3） k = 0; //在循環中再增加一層

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

然后，循環在“速度時間”值中設置的每一個時間（以毫秒為單位）后啟動選定的模式。

關于主循環和按鈕的標簽：

#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（）;

}

//此部分顯示在函數中設置的圖層

SetShiftReg（layer［k］）; //將層數據發送到移位寄存器

bitClear（PORTD， 4 + k）; //啟用“層k”

delay（1）; //對LED亮度很重要

PORTD |= B11110000; //關閉圖層

k++; if （k 》 3） k = 0; //在循環中再增加一層

}

void PushButton（） {

start = true;

}

“移位寄存器”標簽：

#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）; //數字寫入（latchPin， LOW）;

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

shiftOut（dataPin， clockPin， MSBFIRST， value）;

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

}

創建模式：

每次在“速度時間”值中設置模式的開始后，Arduino的主循環都會啟動選定的模式。換句話說，一個模式的函數總是只改變一次層，但是主循環會重復多次。

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）;

}

只有當打開模式時，“開始”部分才會啟動一次。它設置速度時間并關閉所有led。然后，總是隨機打開頂層16個led中的一個，在這個循環中，把它移到底層。
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