非常簡單，而且比較有意思，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)
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2018-7-17 04:16 上傳
單片機原理與應(yīng)用
課程設(shè)計報告
作品名稱： 基于STC89C52的16LED搖搖棒
目錄
一、作品說明2
二、系統(tǒng)總體設(shè)計4
三、硬件設(shè)計6
四、軟件設(shè)計7
五、系統(tǒng)調(diào)試與分析8
六、課程作品制作體會11
基于STC89C52的16LED搖搖棒設(shè)計 一、作品說明 搖搖棒是如今流行的一種玩具，在各種聚會、節(jié)日中均見得到它的身影。本設(shè)計也追隨著搖搖棒的原理，利用人眼的視覺暫留特性，通過STC89C52單片機對16只高亮度LED發(fā)光二極管進行控制， 配合手的左右搖晃就可呈現(xiàn)一幅完整的畫面。 該搖搖棒具有如下功能： 可以通過開關(guān)實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，輪流顯示并循環(huán): - 顯示 “心”心形圖案；
- 顯示 “o(∩_∩)o”圖案；
5) 顯示 “LOVE”； 具體實物圖如下：     
二、系統(tǒng)總體設(shè)計 1、總體方案比較與論證 所謂的“搖搖棒”，其實就是一個循環(huán)的LED顯示，利用人的視覺滯留產(chǎn)生靜態(tài)顯示的現(xiàn)象。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，就要求延時部分做的比較小，所以采用石英晶體振蕩器。而目前能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的器件有很多種，不同的類型的器件也能夠很好的完成。 本作品本著方便、價格低廉的原則，采用單片機控制，由晃動開關(guān)的閉合對單片機產(chǎn)生外部中斷，從而對中斷進行采集。到達一定數(shù)量便進行圖象的轉(zhuǎn)換。整個系統(tǒng)由單片機控制模塊，開關(guān)及電源模塊和輸出顯示模塊三個部分構(gòu)成。系統(tǒng)框圖如下：
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2018-7-17 04:20 上傳
2、主要部件原理 （1）單片機控制模塊 用單片機想要控制LED顯示只需要定時輸出就可以，但每個人搖動的速度不一樣，如何準(zhǔn)確的并穩(wěn)定的變換圖案呢？這就需要用到外部中斷。將晃動開關(guān)的兩個引腳一端接單片機引腳(P3.2)，一端接GND，這樣的話，當(dāng)搖棒向一邊運動時LED按照程序編輯好的規(guī)律顯示，而向另一邊運動時LED全滅，此時一個周期就會產(chǎn)生一個下跳沿的信號，信號傳遞給單片機的INT0產(chǎn)生中斷，對中斷的數(shù)量計數(shù)，當(dāng)計到10時便轉(zhuǎn)換顯示的圖案，當(dāng)依次顯示完后便回到初始狀態(tài)進行循環(huán)。 由于人的視覺滯留時間長達0.1s，所以在每顯示完一列LED后加入一段合適的延時，如5ms，每個字之間加入延時如15ms，這樣，我們就能看到靜態(tài)的穩(wěn)定的字，并且每個字之間是有空隙的。為了讓字能夠在空間的中部顯示，在啟動中斷顯示后延時一段合適的時間，使棒在半圓軌跡的大約1/4處開始顯示，這樣看到的字方向上才比較正。 晃動開關(guān)也叫振動開關(guān)，其實都是震動開關(guān)的一種只是叫法不一樣是通過彈簧接觸導(dǎo)針的原理來控制電路的接通或者斷開的。 簡單來說，就如同打開或關(guān)掉電燈一樣，開關(guān)觸碰里頭的金屬板電燈就亮，離開就關(guān)，晃動開關(guān)也是利用類似的原理。利用彈簧的晃動，制造與金屬端子的觸碰或改變光線行進的路線，就能產(chǎn)生導(dǎo)通或不導(dǎo)通的效果。 本系統(tǒng)包括單片機控制模塊，開關(guān)及電源模塊和輸出顯示模塊三個部分。 單片機控制模塊由Keil C進行編寫，實現(xiàn)起來簡單，主要有三部分，主程序、中斷服務(wù)部分還有字符點陣。 開關(guān)及電源模塊采用兩節(jié)電池并配合晃動開關(guān)開關(guān)使用。輸出顯示模塊采用16個LED燈，在版上一字排開。 三、硬件設(shè)計 硬件連接上用滾珠開關(guān)產(chǎn)生的電平轉(zhuǎn)換引發(fā)中斷，傳遞給單片機，再由單片機調(diào)用點陣文件輸出到LED上。 搖搖棒設(shè)計電路圖 STC89C52單片機作為控制器，在它的P0、P2口接有16只以共陽的方式連接的高亮度LED，由單片機輸出低電平點亮。串在LED公共端的二極管D18會產(chǎn)生一定的壓降，用來保護LED。S3是畫面切換開關(guān)，用于切換顯示不同內(nèi)容；S2為晃動開關(guān)。系統(tǒng)電源使用2節(jié)扭扣電池串聯(lián)6V。 16只LED發(fā)光管作為畫面每一列的顯示，左右搖晃起到了掃描的作用，人眼的視覺暫留現(xiàn)象使得看到的是一幅完整的畫面。 晃動開關(guān)的作用：棒在搖動時，只能在朝某一方向搖動時顯示，否則會出現(xiàn)鏡像字或鏡像畫面，所以通過接一只晃動開關(guān)來控制，使搖搖棒從左向右搖動時將內(nèi)容顯示出來。 軟件部分包括主函數(shù)程序、中斷服務(wù)程序、延時子程序以及四個顯示子程序。軟件設(shè)計流程如下： 主要測試單片機的工作情況，能否正常用LED顯示出各圖案，并且記錄各圖案持續(xù)的時間和穩(wěn)定顯示度以及一個循環(huán)周期所用的時間。并且檢查LED的發(fā)光亮度，使之可以明顯的分辯出來。
經(jīng)過測試，當(dāng)擺動的幅度和速度適當(dāng)時，各個畫面均可以明顯的顯示出來。整體來說，本方案設(shè)計比較成功。 拍攝照片： 六、課程作品制作體會 通過一學(xué)期的《單片機原理與應(yīng)用》課程的學(xué)習(xí)，對單片機有了一定的認識和體會。作為機械電子方向的學(xué)生，要想深入發(fā)展，尤其是對自動化感興趣的我，單片機是必須要學(xué)好的一門課程。從小喜歡敲敲打打，對制作單片機很感興趣，滿心希望能做出一個讓自己滿意的作品。 但是想起來容易做起來難，由于種種原因，我在學(xué)習(xí)、制作過程中遇到了很多的困難。首先，單片機的先修課程《微機原理》這門課，我們雖然上學(xué)期學(xué)過，但是當(dāng)時掌握效果很差，所以在單片機課程開始階段，涉及到相關(guān)知識時感到很吃力，花了很多的時間去“補課”。其次，焊接的基本功不扎實，上學(xué)期雖然做過焊接收音機的實習(xí)，但是那次是在設(shè)計電路已給出、精密度較低的情況下糊里糊涂的完成的，跟這次課程設(shè)計要完成的任務(wù)差距甚大,所以也花了不少的代價去彌補基本功的不扎實。最后還有一個問題是，原機械專業(yè)及物理方面共八門考試，讓自己的復(fù)習(xí)、制作過程相當(dāng)緊張，而機電院還安排了在長沙各工廠的認識實習(xí)，時間相當(dāng)緊迫。我能做的就是，抓緊時間，少走彎路，提高效率。 請教了有經(jīng)驗的同學(xué)以后，我開始在網(wǎng)上搜各種相關(guān)程序和資料，根據(jù)自己的想法進行修改和整理。由于以前學(xué)過C語言，有一定的基礎(chǔ)，所以就不顧老師強烈推薦的匯編語言，毅然選擇用C語言設(shè)計了。相關(guān)知識理解得差不多了以后便開始設(shè)計電路。由于畫圖的軟件應(yīng)用不很熟悉，又沒有經(jīng)驗，剛開始的圖又丑又亂，焊起來很是麻煩，改了又改，加上基本功的不扎實，因此燒壞了第一塊板子……沮喪之后，我請教了上屆教物的一個師兄，在他的指導(dǎo)下我修改并完善了線路圖，重新買了板子從頭做起。這次為了避免犯大的錯誤，我遇到?jīng)]有把握的地方認真分析，實在不會的就及時請教，一點一點踏實做起。 然而，好事多磨，就在我仔細焊接完成之后，測試的時候卻發(fā)現(xiàn)顯示的字和畫面都是反的！我又認真檢查、分析了一下，發(fā)現(xiàn)自己把S52的兩個端口搞反了，水銀開頭的方向也接反了。問題找到了，我又耐著性子，把線拆了重新焊起。一鼓作氣，終于再次把電路板焊好。這次，終于成功了！ 通過此次課程作品制作，我對書本上很多以前不理解的內(nèi)容有了新的實際的認識，也把很多抽象的知識具體化了，收獲頗多。看來，很多時候我們只是讀書是遠遠不夠的，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，尤其是對于我們這些理工科的學(xué)生。以后的學(xué)習(xí)過程中，希望能有更多的實踐的機會。
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