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单片机原理与应用
课程设计报告
作品名称: 基于AT89S52的16LED摇摇棒
专业班级: 测控技术与仪器
学 号: zhengzhongxing39
姓 名: zhengzhongxing39
指导老师:
2009年6月
目 录
一、作品说明……………………………………………………2
二、系统总体设计………………………………………………4
三、硬件设计……………………………………………………6
四、软件设计……………………………………………………7
五、系统调试与分析……………………………………………8
六、课程作品制作体会…………………………………………11
基于AT89S52的16LED摇摇棒设计
一、作品说明
摇摇棒是如今流行的一种玩具,在各种聚会、节日中均见得到它的身影。本设计也追随着摇摇棒的原理,利用人眼的视觉暂留特性,通过AT89S52单片机对16只高亮度LED发光二极管进行控制, 配合手的左右摇晃就可呈现一幅完整的画面。
o(∩_∩)o”微笑图案;
3) 显示 心形图案;
4) 显示 “LOVE”;
5) 可以通过开关实现转换,轮流显示并循环。
具体实物图如下:
二、系统总体设计
1、总体方案比较与论证
所谓的“摇摇棒”,其实就是一个循环的LED显示,利用人的视觉滞留产生静态显示的现象。要实现这个目标,就要求延时部分做的比较小,所以采用石英晶体振荡器。而目前能够实现这种功能的器件有很多种,不同的类型的器件也能够很好的完成。
本作品本着方便、价格低廉的原则,采用单片机控制,由水银开关的闭合对单片机产生外部中断,从而对中断进行采集。到达一定数量便进行图象的转换。整个系统由单片机控制模块,开关及电源模块和输出显示模块三个部分构成。系统框图如下:
2、主要部件原理
(1)单片机控制模块
用单片机想要控制LED显示只需要定时输出就可以,但每个人摇动的速度不一样,如何准确的并稳定的变换图案呢?这就需要用到外部中断。将水银开关的两个引脚一端接VCC,一端接GND,这样的话,当摇棒向一边运动时LED按照程序编辑好的规律显示,而向另一边运动时LED全灭,此时一个周期就会产生一个下跳沿的信号,信号传递给单片机的nINT0产生中断,对中断的数量计数,当计到10时便转换显示的图案,当依次显示完后便回到初始状态进行循环。
由于人的视觉滞留时间长达0.1s,所以在每显示完一列LED后加入一段合适的延时,如5ms,每个字之间加入延时如15ms,这样,我们就能看到静态的稳定的字,并且每个字之间是有空隙的。为了让字能够在空间的中部显示,在启动中断显示后延时一段合适的时间,使棒在半圆轨迹的大约1/4处开始显示,这样看到的字方向上才比较正。
水银开关
水银开关,又称倾侧开关,是电路开关的一种,以一接著电极的小巧容器储存著一小滴水银,容器中多数注入惰性气体或真空。
仔细观察水银开关,实际上他是一个封闭的玻璃管,里面有两个分开着的导线和一段水银球,当玻璃管的平衡位置变化时,水银球会来回移动,当水银球移动到两根导线时,因水银是金属-导体,故电路变为通路,此时接收器处于工作状态;反之,水银球远离两根导线时为断路,此时接收器处于非工作状态。
本设计采用震动开关代替水银开关,试验测试发现,水银开关多次高频率的接通断开后触点会氧化,容易接触不良,因此改用下面的震动开关
。
系统设计
本系统包括单片机控制模块,开关及电源模块和输出显示模块三个部分。
单片机控制模块由Keil C进行编写,实现起来简单,主要有三部分,主程序、中断服务部分还有字符点阵。
开关及电源模块采用5V变压器并配合水银开关使用。输出显示模块采用16个LED灯,在版上一字排开。
三、硬件设计
硬件连接上用水银开关产生的电平转换引发中断,传递给单片机,再由单片机调用点阵文件输出到LED上。
摇摇棒设计电路图
AT89S52单片机作为控制器,在它的P0、P2口接有16只以共阳的方式连接的高亮度LED,由单片机输出低电平点亮。P0口处接上拉电阻RA1。串在LED公共端的二极管D1会产生一定的压降,用来保护LED。K1是画面切换开关,用于切换显示不同内容;S1为水银开关。系统电源VCC为5V,实际使用时用3节干电池串联4.5V即可。
16只LED发光管作为画面每一列的显示,左右摇晃起到了扫描的作用
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