基于单片机的摇摇棒设计1毕业论文.docVIP

郑州科技学院 单片机课程设计 题 目 基于单片机的摇摇棒设计 学生姓名 张焦焦 专业班级 电气工程及其自动化3班 学 号 201147078 院 （系） 电气工程学院 指导教师 程晓琦 完成时间 2014年12月12日 目 录 1 前言 1 2 设计方案与论证 2 2.1 方案设计 2 2.2 主要部件原理 3 3 系统硬件设计 4 3.1 基本原理设计 4 3.2 系统硬件设计 6 4 系统软件设计 8 4.1 软件设计思路 8 4.2 主程序流程图 8 5 系统调试与分析 10 5.1 常见故障与调试方法 10 5.2 调试过程 12 6 总结 15 参考文献 16 附录1：总体电路原理图 17 附录2：实物图 18 附录3：元器件清单 191 前言 摇摇棒是一种利用视觉暂留效应制作的“高科技”玩具。可以用“静如处子，动如脱兔”来形容它，即当静止时，它只是几个LED发光二极管（后简称LED），而一旦按照一定的频率去摇晃它，它就会随着位置的变化而变化（亮或灭），最终显示一幅图片或字符串。它是由单片机控制一排LED灯有规律地亮暗，再通过摇动使之在空中呈现一幅段时间的画面。它的设计需要解决几个问题。因为通过摇动产生的图像是有方向的，所以，要使图像正确不重叠，就要将摇摇棒设计成单方向才显示图像。如果摇动一下的速度比显示一幅图像的速度慢，可能会出现：第二幅图的前面部分在第一下摇动的末尾，后面部分在第二下摇动的开始。这就要使摇摇棒在一次摇动中只显示一次图像。 如果要设计一个16X20分辨率的摇摇棒，LED数为16只，LED每5ms—10ms变换一次，共变换20次组成一幅图像。测试间隔8ms效果较好。其中亮灯3ms，暗灯5ms。这样能使亮点不呈一条横线，黑暗宽度与LED间隔相近。单片机系统可采用AT89S52单片机。选择P0和P2口输出，连接16只LED灯。P3.2为外部中断INT0，低电平触发方式，接一个轻触开关，功能为切换图像。P3.3为外部中断INT1，低电平触发方式，接一个水银开关，功能是使摇摇棒只有向一个方向摇动时才显示图像，使图像完整。 本系统要求设计一个LED显示棒，它主要是由中央控制部分、LED驱动部分、LED显示部分以及电源部分组成，LED显示棒系统，单片机将提取的字模进行存储，当接收到按键输入的指令时单片机就将相应的字模代码通过I/O口输出，使LED点亮，利用视觉暂留原理最终使图案完整的显示在摆动的显示屏中。本设计的难点在于送数据的时间间隔以及较长画面或文字的完整显示。LED灯的选择为传统LED发光二极管。颜色多样，在可以同样显示图案的前提下使用它更为经济。 2 设计方案与论证 2.1 方案设计 （1）总体方案 本系统要求设计一个LED显示棒，它主要是由中央控制部分、LED驱动部分、LED显示部分以及电源部分组成，LED显示棒系统，单片机将提取的字模进行存储，当接收到按键输入的指令时单片机就将相应的字模代码通过I/O口输出，使LED点亮，利用视觉暂留原理最终使图案完整的显示在摆动的显示屏中。 本设计的难点在于送数据的时间间隔以及较长画面或文字的完整显示。LED灯的选择为传统LED发光二极管。颜色多样，在可以同样显示图案的前提下使用它更为经济，但是颜色较为黯淡，不鲜亮。 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。 （2）系统设计 单片机将提取的字模进行存储，当接收到按键输入的指令时单片机就将相应的字模代码通过I/O口输出，使LED灯点亮，利用视觉暂留原理最终使图案完整的显示在摆动的显示屏中。 LED灯的选择：传统LED发光二极管，颜色多样，在可以同样显示图案的前提下使用它更为经济。 外部中断信号产生方式：通过外部中断可以控制数据开始传输的时刻，选择好外部中断来源是本次制作的难点及重点，使用惯性开关。通过摇晃使得惯性开关的摆杆与焊接的左右两个触点接触，利用这种接触产生的电平变化来触发中断，结合软件控制显示，制作简单，使用方便。抗重影方案的选择：使用外部中断控制数据传输时刻，外部中断信号由惯性开关产生，触发方式为下降沿触发。惯性开关左右两边的触点分别与单片机两个外部中断接口相连，默认为