摇摇棒论文(汇)

目录

摘要.................................................................... II 1概述 (1)

2.1 模块方案的论证与比较 (1)

2.1.1 单片机选择 (1)

2.1.2 外部中断信号产生方式 (2)

图3-2 整体电路图 (3)

3.2 单元电路设计 (3)

3.2.1 LED显示模块 (3)

3.2.2 单片机最小系统的设计 (3)

3.2.3 软件设计思路 (4)

4 设计结果分析 (5)

5 总结 (5)

参考文献 (5)

附录源程序 (6)

摘要

本设计以AT89S52单片机为中央控制器，显示棒摇动时显现的字符或图形由LED 灯显示，LED 灯成线状排列，每个瞬间线阵只能显示数字编码后的文字或图形的一列，利用人眼的视觉暂留原理，将需要显示的字符或图形分成64 列（，一般人手左右摆动的频率为几赫兹到十几赫兹，因此，通过单片机控制LED 线阵以一较低频率扫描显示字符或图形的每一列，摆动显示棒时即可因视觉暂留看出显示的字符或图形；左右摆动一次通过端口电平变化，调用相应的显示子程序，字符切换通过外部中断实现，该系统设计对程序设计的要求较硬件电路要高。整套系统由中央控制模块、LED显示模块、供电模块等部分构成。

关键词：LED；AT89S52；视觉暂留；图案

Abstract

The design for the central controller with AT89S52 SCM and display great when shaken by the character or graphics appeared that LED lights, LED lights into linear array, each moment only display digital coding text or graphics after a column, using the principle of human vision, will need to display characters or graphics into 64 (, generally with a frequency of swinging for to ten Hertz, therefore Hertz, LED by MCU control array in a low frequency scan characters or graphic each column, swinging rod can show that for all the characters or graphic display, swinging through port level changes, once the call display subroutines, characters, by external interruption switching system design for program design of hardware circuit to high requirement. The system by the central control module, the LED display module, power supply module.

Keywords：LED;AT89S52;Vision;design

1概述

本系统要求设计一个LED显示棒，且需要有按键进行内容切换，它主要是由中央控制部分、LED显示部分以及电源部分组成，如图1-1所示，

图1-1 系统组成部分

单片机讲提取的字模进行存储，当接收到按键的指令时单片机就讲字模代码通过I/O口输出，使LED点亮，利用视觉停留原理最终使图案显示在摆动的显示屏中。

2 设计方案简述

2.1 模块方案的论证与比较

本题难点在于数据的时间间隔以及画面或者文字的完整显示。以此对各模块的方案进行论证与比较

2.1.1 单片机选择

方案一：选用单片机AT89C51 作为扫描显示控制核心，由其直接控制LED 线阵的显示,并外加扫描控制开关控制字符或图形的扫描显示。该方案线路简单，扫描控制开关可选择机械开关或编码开关或水银开关，在基于单片机的LED 显示摇摇棒的设计，显示棒摇摆时接通线路控制单片机扫描输出字符或图形的列编码信号；单片机外另接有中断控制按钮用以切换不同字符或图形的显示，LED 线阵采用普通三极管驱动。此方案的优点是：单片机C51 的端口较多，可实现显示数据并行传输，速度较快，且外围电路简单，调试较方便。缺点是：单片机使用的晶振频率较大，软件不易实现对计数的控制。

方案二：由单片机AT8952 最小系统、寄存器组、驱动电路、LED 线阵和电源部分组成。单片机最小系统寄存器组驱动电路LED 线阵显示电源，该方案通过单片机将列编码输入寄存器，通过寄存器组移位功能实现字符图像的扫描输出。

与方案一比较，方案二中单片机所需输出端口很少，可选用小型单片机AT89S52，不仅功能强，而且尺寸小，价位比较低，其数据输出串口输出方式，

所需端口较少，编程同C51 兼容，总体线路较简单，电路板占用面积小[1]；利用寄存器移位功能可轻易实现显示LED 灯数量的扩展，不仅具备方案一的大部分优点，而且外围器件更少，能耗更低，电路调试简单，故选择方案二。

2.1.2 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和重点。

方案一：使用水银开关。通过摇摆使得水银开关中的水银珠与两个触点接触，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。

方案二：使用遮光器。在摆棒上安装一个可以摆动的用来遮挡光遮断器光线的细杆，细杆每左右摇摆一次这个杆就会通过遮光器，发生电平变化。同样通过这种电平变化，结合软件控制显示。

本次设计的中断时为了实现数据的单程传输。如果使用

光遮光器，其触发单片机的时刻处于正中央，不能解决图片因为返回与原来图片重叠的现象。而使用水银开关因为在左右都有触点，所以很容易在往返途中产生中断，从而选择方案一

3 详细设计

3.1 总体设计

经过分析论证，我们决定了系统各模块的最终方案，流程图如图3-1所示，

图3-1 系统流程图

整体系统以AT89S52单片机为中央控制器使用16只LED等作为显示屏。当水银开关触发中断时，单片机向16只LED传送数据，依据人体额视觉暂留原理，随着显示棒的摆动前进，输出数据的列是不会立刻消失而是随着摆动逐渐显示在形成的扇形区域。整体电路如图3-2所示，