基于AT89S52的16LED摇摇棒 - 用于合并精要.doc

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： 姓 名： 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。 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，人眼的视觉暂留现象使得看到的