基于移位寄存器的发光二极管立方体（4*4）编写代码
该项目主要是为带有移位寄存器的发光二极管立方体（4*4）编写代码，为立方体创造不同的模式。
硬件组件：
arduino nano r3
移位寄存器75hc595
瞬时按钮开关
发光二极管
4*4立方体：
该立方体有16条腿和4排的立方体。les s把这些行叫做层。如何将这16条支路连接到arduino而不占用其所有引脚的最简单方法是使用移位寄存器75hc595。
（移位寄存器75hc595）
将立方体的前8个引脚（1-8）连接到第一个移位寄存器（引脚q0-q7），并将其他8个引脚（9-16）连接到另一个引脚，如俯视图中的表格所示：
（俯视立方体的腿）
下一步是用arduino连接移位寄存器的引脚，如下所示：
引脚8（两个移位寄存器/ gnd）至阿尔杜伊诺的接地引脚
第一移位寄存器的引脚9 （q7）至第二移位寄存器的引脚14（数据）
引脚10（两个移位寄存器/复位）至arduino的引脚8
引脚11（两个移位寄存器/时钟）至arduino的引脚9
引脚12（两个移位寄存器/锁存器）至arduino的引脚10
引脚14（第一个移位寄存器/数据）至arduino的引脚11
引脚16（两个移位寄存器/ vcc）至arduino的5v引脚
最后一步是用arduino连接立方体的层：
引脚4 -第0层（通过100欧姆电阻）
引脚5 -第1层（通过100欧姆电阻）
引脚6 -第2层（通过100欧姆电阻）
引脚7 -第3层（通过100欧姆电阻）
（立方体的底部）
控制led：
一层中的每个led都由一个数字表示，如下表所示：
（打开指示灯的值）
所以要打开图层第二行的第二个led，就会设置layer = 32。要打开前两个led，layer = 1 + 2 = 3。要打开第一行led，layer = 1 + 2 + 4 + 8 = 15。
如果想将循环中的光穿过层中的所有led，在第一步中，设置layer=b000000000000001=1，然后在循环中，将通过设置layer=layer《《1来移动该位。或者可以设置layer=（1《《count）并在循环中增加“count”。
主回路：
当知道如何在一层中设置led时，想要控制4层。虽然只能向我们的2个移位寄存器发送关于1层的信息，但使用arduino的主循环来非常快速地打开和关闭循环中的层，它们将在同一时刻全部改变。显示图层值的代码非常简单：
setshiftreg（layer［k］）; //将层数据发送到移位寄存器
bitclear（portd， 4 + k）; //启用“层k”
delay（1）; //对led亮度很重要
portd |= b11110000; //关闭图层
k++; if （k 》 3） k = 0; //在循环中再增加一层
在该项目中，使用按钮（与接地和arduino的引脚2连接）来改变创建的模式。按下按钮设置“开始”。这个开始采用并初始化下一个模式。
然后，循环在“速度时间”值中设置的每一个时间（以毫秒为单位）后启动选定的模式。
关于主循环和按钮的标签：
#define buttonpin 2
unsigned int layer［4］ = {0， 0， 0， 0}; //65535填充层
byte k = 0;
bool start = true;
unsigned long delaytime;
int speedtime = 0;
int count;
void setup（） {
initializeshiftreg（）;
initializemyledcube（）;
}
void initializemyledcube（） {
ddrd = b11110000; //引脚d0-d3作为输入，d4-d7作为输出
portd |= b11110000; //关闭图层
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）; //等待释放按钮
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（）;
}
//此部分显示在函数中设置的图层
setshiftreg（layer［k］）; //将层数据发送到移位寄存器
bitclear（portd， 4 + k）; //启用“层k”
delay（1）; //对led亮度很重要
portd |= b11110000; //关闭图层
k++; if （k 》 3） k = 0; //在循环中再增加一层
}
void pushbutton（） {
start = true;
}
“移位寄存器”标签：
#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; //引脚d8-d11作为输出
portb |= b0001; //将引脚重置为高
}
void setshiftreg（unsigned int value） {
bitclear（portb， 2）; //数字写入（latchpin， low）;
shiftout（datapin， clockpin， msbfirst， value 》》 8）;
shiftout（datapin， clockpin， msbfirst， value）;
bitset（portb， 2）; //数字写入（latchpin， high）;
}
创建模式：
每次在“速度时间”值中设置模式的开始后，arduino的主循环都会启动选定的模式。换句话说，一个模式的函数总是只改变一次层，但是主循环会重复多次。
以rain（）模式为例：
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）;
}
只有当打开模式时，“开始”部分才会启动一次。它设置速度时间并关闭所有led。然后，总是随机打开顶层16个led中的一个，在这个循环中，把它移到底层。
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该立方体有16条腿和4排的立方体。les s把这些行叫做层。如何将这16条支路连接到arduino而不占用其所有引脚的最简单方法是使用移位寄存器75hc595。
（移位寄存器75hc595）
将立方体的前8个引脚（1-8）连接到第一个移位寄存器（引脚q0-q7），并将其他8个引脚（9-16）连接到另一个引脚，如俯视图中的表格所示：
（俯视立方体的腿）
下一步是用arduino连接移位寄存器的引脚，如下所示：
引脚8（两个移位寄存器/ gnd）至阿尔杜伊诺的接地引脚
第一移位寄存器的引脚9 （q7）至第二移位寄存器的引脚14（数据）
引脚10（两个移位寄存器/复位）至arduino的引脚8
引脚11（两个移位寄存器/时钟）至arduino的引脚9
引脚12（两个移位寄存器/锁存器）至arduino的引脚10
引脚14（第一个移位寄存器/数据）至arduino的引脚11
引脚16（两个移位寄存器/ vcc）至arduino的5v引脚
最后一步是用arduino连接立方体的层：
引脚4 -第0层（通过100欧姆电阻）
引脚5 -第1层（通过100欧姆电阻）
引脚6 -第2层（通过100欧姆电阻）
引脚7 -第3层（通过100欧姆电阻）
（立方体的底部）
控制led：
一层中的每个led都由一个数字表示，如下表所示：
（打开指示灯的值）
所以要打开图层第二行的第二个led，就会设置layer = 32。要打开前两个led，layer = 1 + 2 = 3。要打开第一行led，layer = 1 + 2 + 4 + 8 = 15。
如果想将循环中的光穿过层中的所有led，在第一步中，设置layer=b000000000000001=1，然后在循环中，将通过设置layer=layer《《1来移动该位。或者可以设置layer=（1《《count）并在循环中增加“count”。
主回路：
当知道如何在一层中设置led时，想要控制4层。虽然只能向我们的2个移位寄存器发送关于1层的信息，但使用arduino的主循环来非常快速地打开和关闭循环中的层，它们将在同一时刻全部改变。显示图层值的代码非常简单：
setshiftreg（layer［k］）; //将层数据发送到移位寄存器
bitclear（portd， 4 + k）; //启用“层k”
delay（1）; //对led亮度很重要
portd |= b11110000; //关闭图层
k++; if （k 》 3） k = 0; //在循环中再增加一层
在该项目中，使用按钮（与接地和arduino的引脚2连接）来改变创建的模式。按下按钮设置“开始”。这个开始采用并初始化下一个模式。
然后，循环在“速度时间”值中设置的每一个时间（以毫秒为单位）后启动选定的模式。
关于主循环和按钮的标签：
#define buttonpin 2
unsigned int layer［4］ = {0， 0， 0， 0}; //65535填充层
byte k = 0;
bool start = true;
unsigned long delaytime;
int speedtime = 0;
int count;
void setup（） {
initializeshiftreg（）;
initializemyledcube（）;
}
void initializemyledcube（） {
ddrd = b11110000; //引脚d0-d3作为输入，d4-d7作为输出
portd |= b11110000; //关闭图层
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attachinterrupt（digitalpintointerrupt（buttonpin）， pushbutton， falling）;
delaytime = millis（）;
}
byte patternnum = 28;
byte pattern = patternnum - 1;
void loop（） {
if （start） {
detachinterrupt（digitalpintointerrupt（buttonpin））;
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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（）;
}
//此部分显示在函数中设置的图层
setshiftreg（layer［k］）; //将层数据发送到移位寄存器
bitclear（portd， 4 + k）; //启用“层k”
delay（1）; //对led亮度很重要
portd |= b11110000; //关闭图层
k++; if （k 》 3） k = 0; //在循环中再增加一层
}
void pushbutton（） {
start = true;
}
“移位寄存器”标签：
#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; //引脚d8-d11作为输出
portb |= b0001; //将引脚重置为高
}
void setshiftreg（unsigned int value） {
bitclear（portb， 2）; //数字写入（latchpin， low）;
shiftout（datapin， clockpin， msbfirst， value 》》 8）;
shiftout（datapin， clockpin， msbfirst， value）;
bitset（portb， 2）; //数字写入（latchpin， high）;
}
创建模式：
每次在“速度时间”值中设置模式的开始后，arduino的主循环都会启动选定的模式。换句话说，一个模式的函数总是只改变一次层，但是主循环会重复多次。
以rain（）模式为例：
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）;
}
只有当打开模式时，“开始”部分才会启动一次。它设置速度时间并关闭所有led。然后，总是随机打开顶层16个led中的一个，在这个循环中，把它移到底层。
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