基于单片机的神奇摇摇棒
课程设计模板
应用物理学专业实验课程设计题目学生姓名学号学院专业班级指导教师完成日期应用物理学专业实验课程设计说明书基于单片机的16LED摇摇棒的设计目录第一章概述 (2)第二章设计方案 (3)2.1设计目的 (3)2.2设计要求 (3)2.3设计思路 (3)第三章硬件设计 (4)3.1水银开关 (4)3.1.1 水银开关的原理： (4)3.2摇摇棒原理图 (4)3.2.1 单片机最小系统： (5)3.2.2 LED显示系统： (5)3.3硬件整理 (6)第四章软件设计 (8)4.1软件设计思路 (8)4.2主程序流程图 (8)4.3汉字取模软件 (9)4.4程序编写 (10)第五章总结 (16)参考文献 (17)第一章 概述LED 显示棒，又称摇摇棒，是一种利用视觉暂留效应整理的“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。
……本设计要求整理LED 色”两个字。
标题：黑体16磅加粗居中，单倍行距，段前0磅，段后18磅 内容：宋体12磅，多倍行距 1.5行，段前段后0磅 注意：每一章都要从新的一页开始。
2.1本次设计整理的是一个显示棒，基本要求就是要小巧、轻便，所以要将单片机的系统板简化设计。
通过本次设计，加强学生对MCS-51单片机的深刻理解，提高学生的设计能力和动手能力。
2.2 设计要求设计一个16只高亮度LED发光二极管构成的摇摇棒，通过单片机编程配合手的左右摇晃就可呈现一幅完整的画面，可以显示字符、图片。
2.3 设计思路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驱动部分，LED显示部分以及电源部分组成。
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。
旋转型摇摇棒的制作
个小而完善 的计算机系统 。 本设 计就是通过 Ａ ８Ｓ ２ １ 单 片机机 内的 Ｉ Ｔ ９ ５ ６ ／ Ｏ端 口、定 时／ 计数器 １ 、定时／ 计数器 ２ Ｅ Ｒ Ｍ存储器 、模拟 比较 器 、 、Ｅ Ｐ Ｏ
２ 单片机
单 片机是一种集 成 的电路 芯片 ，是采用超 大规模 集成 电 路 技术 把具 有数 据处 理能 力 的 中央处理 器 Ｃ Ｕ随 机存 储器 Ｐ Ｒ Ｍ、只读存储 器 Ｒ Ｍ、多种 Ｉ Ａ Ｏ ／ Ｏ口和 中断 系统 、定时器计 时器 等功能 （ 可能还包括 显示驱动 电路 、脉宽 调制 电路 、模 拟多路转换器 、ＡＤ转换器等电路）集成 到一块硅片上构成 的 ／
Ｙ Ｕ ｏ Ｔａ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｅ ｌ ｉｇ ｉｇｈｎ， ｅｎ ｎＰｎ ｄｎ ｓａ ６ ０ １ Ｓｈ ｏ ａｈＰｎ ｄｎ ｓａ Ｈ ＇ａ ｉｇｉｇｈ ｎ４ ７０ ） ｏＨ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｄ ｓｇ ｅ ｏ Ｓ Ｃ ９ ５ ｉ ｇｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ｒ ｕ ｉ ｇ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ Ｃ ｌｎ ｕ ｇ ｎ ｓ ｅ ｌ ａ ｇ ａ ｅ ｂ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｉｎ ｄ ｔ Ｔ ８ Ｓ ２ ｓｎ ｌ — ｈｐ ｃ ｎ ｅ ， ｓｎ ｏ ｉ ａ ｉ ａ ｇ ａ ｅ ａ ｄ ａ ｓ ｍｂ ｙ ｌ ｎ ｕ ｇ ， ｙ ｏ Ｅ Ｐ ２ ＲＯＭＡＴ ４ ０１ ｓ ｒａ ｏ ２ Ｃ ｅ ｉｌｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ ｃ ｉｖ ｘ ｅｎ ｌ ｄ ｔ ｔｒ ｇ ｕ ｃ ｉｎ ｈ ｏ ｇ ｈ ｎ ｃ ｔ ，ａ ｈ ｅ ｅ ｅ ｔ ｒ ａ ａａ ｓｏ ａ ｅ ｆ ｎ ｔ ，ｔｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ＭＡＸ７ ９ ｄ ｇｔｌ ｔ ｂ ｒｖ ｏ ｏ ２ １ ｉｉ ｕ ｅ ｄ ｉ ｅ ａ ｃ ｉ ｃ ｉｖ ＡＮ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｓ ｌ ｙ ｓ ｓｅ ｈｐａ ｈｅ ｅＣ ｏ ｎ ｃ ｔ ｎ ｉｐ ａ ｙ ｔ ｍ． ｏ
单片机创意摇摇棒制作word资料5页
# 创新设计16个LED灯的摇摇棒，可显示英文、图形及汉字# 仅需5种元器件（单片机、LED、导线、电池和塑料壳），让DIY简单、快速# 往返双程扫描，慢速摇动也可清晰显示# 敲击字幕切换功能，无需按键操作# 在软件上有很大的升级空间（包括双色显示、LED测光等）-----------------------------------------------------------------------[注意事项]-----------------------------------------------------------------------# HEX文件烧写时需选择“内部RC时钟”# 本制作采用STC12C5A60S2单片机，不可以用其他型号单片机替代# 惯性开关在制作时注意静止时开关柄到左右触点间的距离应尽量相等# 本制作无开关，不用时需取下电池或在电池间塞入绝缘纸片单片机采用STC12C5A60S2（1pcs）- 0805型贴片式LED灯（16pcs）- CR2032钮扣电池（2pcs）- 具有一定弹性的导线和废弃的元器件引脚- 用来包装DIP40脚单片机的塑料壳（1pcs）- 确保单片机可以放入并有较大余地- 用钳子将P0、P2接口所在一侧的引脚全部向外弯折- 目的是保证将单片机放入塑料壳时不会左右乱窜- 弯折时尽量不断放入塑料壳中比对- 擦拭弯折后的引脚表面确保无污物可以顺利上锡- 用摄子取出贴片LED灯并焊接在单片机引脚上- 从P2.0引脚开始焊接左边焊LED负极（P2.0负极、P2.1正极）- 依次焊接16个LED灯到P0.2引脚为止- 将一支废弃元器件引脚对折并焊接在弹性导线上- 弹性导线的另一端焊接在单片机的第20脚上（GND）注意掌握导线长度- 将P1.3引脚弯折至芯片底部再用废弃元器件引脚向上延长P1.2引脚- 使之形成惯性开关的两个触点再把P1.4引脚略向内弯曲形成侧撞触点- 把一支废弃的元器件引脚焊接在单片机的第40脚上（VCC）- 再取一段导线将一端焊接在单片机的第20脚上（GND）- 导线另一端的接头处挂大量的锡- 用胶带固定导线使之在摇动时不易乱窜- 此时在单片机一侧形成了电源的正、负极接口将钮扣电池重叠后放入正、负极接口处- 最后将单片机连同电池一并塞进塑料壳中- 用透明胶带把开口处包好 - 因摇动时的离心力向上所以单片机及电池不会向下滑落无需设计下方固定希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。
基于单片机的摇摇棒设计
基于单片机的摇摇棒设计摇摇棒是一种可以发出声音和光线的玩具，通过挥动摇摇棒，可以产生不同的声音和光线效果。
本文将介绍一个基于单片机的摇摇棒设计。
设计的摇摇棒主要由以下几个部分组成：单片机、声音发生器、光敏电阻、LED灯和蜂鸣器。
首先，我们选择了一块适用于这个项目的单片机。
在本设计中，我们选择了AT89S52单片机，因为它拥有较高的性能和丰富的接口。
其次，我们需要一个声音发生器来产生不同的声音效果。
我们选择了一个简单的脉冲宽度调制（PWM）声音发生器模块，通过改变PWM的占空比来改变声音的高低音。
然后，为了在摇动棒时产生声音和光线效果，我们使用了一个光敏电阻。
当摇动棒快速晃动时，光敏电阻会感知到光线变化，并通过单片机的模拟输入引脚将信号传递给单片机。
单片机根据接收到的信号来改变声音和光线的效果。
此外，我们还添加了一颗LED灯和一个蜂鸣器来增加摇动棒的趣味性。
当摇动棒晃动时，LED灯会闪烁并发出不同的颜色，蜂鸣器也会发出声音。
我们通过单片机的输出引脚将信号发送给LED灯和蜂鸣器，以控制它们的工作状态。
最后，我们使用编程语言来编写单片机的程序。
程序的功能是根据摇动棒的晃动情况来产生不同的声音和光线效果。
例如，在摇动棒缓慢晃动时，声音发生器会产生低音并使LED灯缓慢闪烁。
而在摇动棒快速晃动时，声音发生器会产生高音并使LED灯快速闪烁。
通过以上的设计，我们可以制作一个基于单片机的摇摇棒。
用户可以通过摇动棒来产生不同的声音和光线效果，增加了玩具的趣味性和可玩性。
综上所述，本文介绍了一个基于单片机的摇摇棒设计。
通过选择合适的单片机和相关组件，并编写相应的程序，我们可以制作出一个具有声音和光线效果的摇摇棒。
这个设计不仅可以增加玩具的趣味性，还可以培养孩子们对电子技术的兴趣和学习能力。
摇摇棒课程设计报告
电子工艺工程设计报告书
ห้องสมุดไป่ตู้
课程名称：基于单片机的摇摇棒
学院（系）： 电子与信息工程学院
年级专业：2012 级电子信息工程(自动化)
学 号： 201207014338
学生姓名： 王 平 山
指导教师： 谢
辉
教师职称： 教
授
成 绩：
制作日期 2015 年 6 月` 8 日
电子工艺课程设计
目录
一、作品摘要…………………………………………………2 二、作品说明…………………………………………………2 三、工艺流程…………………………………………………3 四、系统总体设计……………………………………………5 五、硬件设计…………………………………………………7 六、软件设计…………………………………………………8 七、系统调试与分析…………………………………………9 八、课程作品制作体会………………………………………11 九、附录………………………………………………………12
拍摄照片：
-9-
电子工艺课程设计 - 10 -
电子工艺课程设计
八、课程作品制作体会
通过两周时间的摸索我们完成了摇摇棒的设计与原理图的绘制，本次设计以传感器 和单片机的实际应用为背景，介绍了以单片机和传感器为核心系统摇动传感器和显示设计 的基本结构和基本原理。本次将使用单片机对摇动显示进行实例化，设计一个 LED 摇动显 示器来显示文字、图像等信息。掌握利用 8051 型单片机对发光二极管阵列进行摇动控制 的方法。输出信号频率的控制通过单片机来实现，用摇动传感器检测当前摇动状态，用 16 个发光二极管进行不同频率的亮灭刷新，通过手动摇动可显示输出文字及图案等信息。 当进行摇动时，由于人的视觉暂留原理，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在 视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，会在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉 平面上传达信息的作用。
摇摇棒制作流程
《单片机基础》课程实习指导手册——制作摇摇棒摇摇棒硬件部分由单片机最小系统、LED灯条、电池盒三部分组成。
其中最小系统和LED 灯条需要手工在万用板上焊接。
图 1 单片机最小系统图 2 LED灯条任务一：认识实验所需元件图 3 本次实习所用元件请根据以上电路图和原件实物，在下面所给的万用板模拟图中描绘出单片机最小系统的线路布局。
图 4 焊接元件的万用板任务二：根据设计好的电路走线焊接电路提示（电路板的焊接技巧）：在焊接时，先使用烙铁加热焊件，然后将焊锡送入焊盘与烙铁之间，当焊锡在焊盘和引脚之间形成圆锥型时，移开烙铁和焊锡便完成了元件的焊接。
图 5 焊接过程示意图请根据以下步骤焊接各元件。
图 6 步骤一（插入单片机底座并焊接底座）如图6所示，将单片机底座插于万用板正面，翻转电路板，对底座引脚逐一进行焊接。
图7 步骤二（插入排针并焊接排针）如图7所示，将每段20脚的排针从中间掰成两段，每段10脚，插于单片机底座两侧，翻转电路板，对排针引脚逐一进行焊接。
图8 步骤三（锡连单片机底座和排针的对应引脚）如图8所示，在排针焊接完成后，用焊锡将单片机底座与排针按照线路布局相连。
图9 步骤四（焊接晶振和两个陶瓷电容）如图9所示，将晶振和两个30pF的谐振电容焊接在单片机插座的内部，靠近20脚的位置。
用铜丝将晶振与单片机链接好。
图10 步骤五（焊接电解电容）如图10所示，将47uF的电解电容引脚用镊子弯折，焊接在万用板上。
并依照电路图1将其余元件焊接好。
将电池盒连接到万用板上。
最后在万用板上写上学号和姓名，最小系统制作就完成了。
图11 在制作好的电路板上写上学号和姓名图12 焊接LED灯如图12所示，将大块的万用板分开，按照电路图2将发光二极管排列为共阳极方式。
进行焊接。
任务三：对焊接好的电路检测是否工作正常图13 测量系统的工作电压如图13所示，用万用表对最小系统的电压进行测试，红表笔接40脚（VCC），黑表笔接20脚（VSS），电压应该为+4.5V~+5V之间。
0807_080714T_张超_110914057_LW_基于单片机极速LED魔棒设计
密级：JINGGANGSHAN UNIVERSITY本科毕业论文（设计）题目：基于体感遥控的四轴飞行器设计学院电子与信息工程学院专业电子信息科学与技术班级 11级电信本（1）班学号 110914051姓名王仁军指导教师肖开选起讫时间2014.11---2015.05基于单片机极速LED魔棒设计姓名：张超学号：110914057（井冈山大学电子与信息工程学院，江西，吉安343009）指导老师：肖开选【摘要】本设计是基于STC15F104E单片机为核心控制芯片设计的多功能数码摇摇棒。
电路系统主要由电源管理、位置传感器、主控电路、LED驱动以及LED显示等模块组成。
通过完成硬件电路设计、PCB板设计制作、程序设计与调试，最终做出一款能够实际使用的摇摇棒作品，实现了摇摇棒的图像显示效果。
该设计在控制系统上采用了成本低、引脚数量少但功能较强的控制芯片，LED灯采用了高亮发光二极管，显示效果更明显，电源电路使用了专用的电源管理芯片，做到了功耗低，性能更加稳定。
本设计主要解决了目前市场上摇摇棒图片无法变换、分辨率低，显示不清晰等弊病，还可以根据自己的意愿，改变程序，来满足自己想要的结果。
从目前的发展前景，摇摇棒深受人们的喜爱，以及成本的控制，使得具有投放市场的价值，将会带来一定的经济效益。
【关键字】：单片机；魔棒；LED；传感器；Based on single chip microcomputer speed LED magic wand designAuthor: zhangchao(College of electronics and information engineering, Jinggangshan University Jiangxi Ji'an343009)Tutor: Xiao Kaixuan[Abstract]This design is based on STC15F104E MCU as the core control chip design o f multi-function digital shake well. Circuit system is mainly composed of power man agement, position sensor, main control circuit, LED driver and LED display module, etc. By completing the hardware circuit design, PCB design, program design and deb ugging, finally make a can actually use shake stick work, implements the shake bar image display effect. ) has been used in the design in control system of low cost, le ss pin number but function strong control chip, LED lights used the highlight light-e mitting diodes (leds), show the effect is more obvious, the power supply circuit usin g the dedicated power management chip, do the low power consumption, more stable performance. This design mainly solves the teetering on the market at present rod c an't transform, low resolution images, show the evils, such as unclear can also accor ding to his own will, change the program, to meet the results they want. From the c urrent development prospects, rocking bar was deeply loved by people.【Key words】Microcomputer; Magic wand; LED; transducer；目录【摘要】 (1)第一章绪论 (4)1.1 选题背景以及发展前景 (4)1.2 课题研究的内容和实现的功能 (4)1.3 LED魔棒的系统设计要求 (5)第二章总体方案设计 (5)2.1 整个电路的组成 (5)2.2 设计的原理 (6)2.3 STC15F104E单片机内部结构 (6)第三章硬件电路设计 (8)3.1 主控芯片模块设计 (8)3.2 电源管理模块设计 (9)3.3 位置传感器模块设计 (9)3.4 LED驱动模块设计 (10)3.5 LED显示模块设计 (11)3.6 整体硬件电路设计 (11)第四章摇摇棒制作 (12)4.1 摇摇棒的制作 (12)4.2 摇摇棒PCB的制作 (13)4.3 摇摇棒实物的焊接 (13)4.4 极速LED魔棒的实物图 (14)第五章程序设计 (14)5.1 程序流程图 (14)5.2 主控芯片程序 (15)5.3 位置传感器的程序 (17)5.4 LED驱动模块程序 (17)5.5 LED显示模块程序 (18)第六章系统的硬件调试及软件调试 (19)6.1 常见的硬件故障 (19)6.2 硬件调试方法 (20)6.3 软件调试方法 (20)6.4 调试步骤 (20)6.5 作品的效果图 (21)总结 (22)【参考文献】 (22)附录1 极速LED魔棒的作品说明 (23)附录2 极速LED魔棒的缺陷及优化 (24)附录3 元件清单 (25)致谢 (26)第一章绪论1.1 选题背景以及发展前景随着时代不断的向前推进，科学技术的不断发展，人们在满足日常生活所需以后，观念意识开始转向丰富自己精神的生活，发达的电子技术，无疑于给人们带来了更多的乐趣，在生活中扮演越来越重要的角色，信息传输更将会给人焕然一新的感觉，将在信息的索取方式使人们更加简单，更加快捷。
毕业设计指导(内含部分毕业设计题目)
y毕业设计指导（邹心遥）一、毕业设计目的学生能够提出课题、进行可行性分析、设计和实现、并对存在的问题及解决方案进行阐述，掌握设计报告书的撰写。
毕业设计的过程是对新旧知识的运用过程。
通过毕业设计综合运用所学知识，并进一步自学课题中涉及到的相关新知识，获取独立设计课题的思路。
二、论文要求与评分1．论文要求⑴每个学生必须独立完成毕业设计论文；⑵论文书写规范、文字通顺、图表清晰、测试数据完整、结论明确；⑶论文要求文字打印，统一格式，统一封面，装订成册。
2．毕业论文（设计）的评定参考标准(1)、运用本专业相关知识、技能的能力，收集、整理、运用资料的能力；(2)、与本专业相关工作联系的现实意义，独立思考、锐意创新的程度；(3)、文章的结构、文字的表达。
例如，评定为优秀论文（设计）标准：（l）能正确理解与综合运用所学专业理论与本专业有关的知识、技能；（2）能密切联系电子技术应用的工作实际；分析问题正确、全面，具有一定深度：毕业设计成果对电子技术的应用有一定的现实意义；（3）观点明确，中心突出。
论据充足，数据可靠；层次分明，逻辑清楚，文笔流畅；系统文档完整、设计合理。
例如，评定为不及格论文（设计）标准：（1）文章无中心，层次不清；主要论据失真，或论据、论点、结论不一致；资料残缺不全，加工整理较差；设计不合理；（2）文章中有原则性错误，且经提示后不能更正；（3）基本内容属抄袭他人成果。
三、毕业设计推荐课题1、基于89C51的数字钟设计功能：能够显示年、月、日、星期、小时、分；可设计初值在10秒内的倒计时功能；具有定时功能2、电子密码锁的设计3、单片机在电子、信息、工业方面的应用1)查阅相关资料文献（国内外），了解单片机的发展过程、现状；2)分析各种技术的优势、劣势；3)分析、预测单片机在上述领域的发展方向或应用前景。
4、空调温度控制单元的设计1)通过数据采集系统，对温度进行采集并作A/D转换，再传输给单片机；2)通过单片机来实现对室内温度的控制；3)可以用单片机技术及相应仿真平台进行开发。
基于51单片机的摇摇棒 简版(少图)
基于STC89C52单片机的摇摇棒系统沈阳工业大学信息科学与工程学院电子信息工程0802班闫博謇080402056摘要随着科技的不断发展，社会的不断进步，供人们娱乐休闲的工具越来越多，摇摇棒也随之成为一个热点产品。
“摇摇棒”是基于人眼视觉暂留原理而产生的, 当进行摇动时，由于人的视觉暂留会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。
本文介绍了以STC89C52单片机控制为主控芯片、配合高亮度LED二极管以及水银开关构成简易摇摇棒的设计过程，通过分时刷新20个发光二极管来显示输出文字或图案等信息。
并在此基础上,利用DS1302时钟芯片显示当前时间,可通过按键对时间进行设置。
关键词：视觉暂留；单片机；LED；DS1302AbstractWith the continuous development of the science and technology and the society, a lot of tools , providing the entertainment and leisure for people, have been more and more .So the shaking stick has been a kind of hot produces gradually. It is based on the principle of the human visual and temporary leave to product .when shaken it , the men's visual and temporary leave can produce a visual plane in the LED’s shaking region, in order to achieve the function conveying information in the plane of vision. This paper introduces the process of designing the simple shaking stick with the controlling chip (It is controlled mainly by the STC89c52 MCU ) , a high brightness LED and the mercury switch .It is completed through refreshing 20 LED in the time—sharing to display some information like the text--- output or the design. And on this basis, the use of the chip of the DS1302 would show current time .It would be set time through the button.Keywords: Visual staying phenomenon,MCU,LED,DS1302目录摘要…………………………………………………………第一章基本原理……………………………………………1.1 视觉暂留现象…………………………………………1.2 STC单片机简介………………………………………1.3 水银开关………………………………………………1.4 时钟芯片………………………………………………1.5 按键……………………………………………………1.6 LED ……………………………………………………第二章原理图………………………………………………第三章实物说明图…………………………………………第四章使用说明……………………………………………步骤一………………………………………………………步骤二………………………………………………………步骤三………………………………………………………步骤四………………………………………………………步骤五………………………………………………………第五章软件设计………………………………………………5.1 设计思路………………………………………………5.2 系统工作流程…………………………………………5.3 主程序流程图…………………………………………第六章部分效果图……………………………………………参考文献………………………………………………………附件……………………………………………………………第一章基本原理1.1视觉暂留现象（Visual staying phenomenon，duration of vision）人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。
自制LED字幕摇摇棒图解
自制LED字幕摇摇棒图解
曾经在网上看见别人做的摇摇棒，感觉很好玩。
后来一直没时间做，现在放假了，就自己动手做了一个。
我知道大家一般有很少有适合做摇摇动棒的长窄型万用板，我也没有，手里只有10cm*10cm的万用板，如是我把它裁成三段，费了我好大的力啊。
这是基本工具，我想大家都有吧。
这是把前两段拼在一起的效果，注意前两段最好直接接在一起，这样好看一些，不要上下叠加。
为了让它牢固，我用两块小板把它们夹在一起。
这是三段拼接在一起
整体布局
我相信有许多朋友买不到水银开关，我就从光驱坏光驱里面拆了个限位开关，就是控制光驱开/关仓是否到位的装置。
左右摇摆时可以控制开关的通断。
这是把其电路拆下来的图片。
大家也可以用水银开关做。
这是把其固定在摇摇棒板子上，在其上加了个螺丝，这样可以调节其左右。
摇摇棒实验报告
一、前言众所周知，人的眼睛存在视觉暂留现象，因为眼睛的反应迟钝，也丰富了人的视觉感受。
16LED摇摇棒很好地利用了人眼的视觉暂留特性，而产生了奇妙的视觉效果。
LED显示棒，又称魔幻摇摇棒，是一种利用视觉暂留效应制作的“高科技”玩具。
当它静止时，它就是几个LED发光二极管，而一旦按照一定的频率去摇动它，它就会随着位置的变化而变化，最终可以显示出一幅图画或者一串字。
本次的生产实习要求制作完成一个LED显示摇摇棒，要求LED灯线状排列，通过摇动时形成的亮灯扇形区域能分辨出如：“新年快乐”、桃心之类的汉子或者图案。
将会给人们带来一种新的方便的文化传递方式，设计具有市场前景，可满足各种大型演出等宣传需要，为人们的生活提供便利和乐趣。
二、实习目的1．非常重要的实践教学环节2．培养理论知识与生产实际相结合的能力3．了解单片技术4．锻炼实际动手能力，掌握电子线路焊接、装配的基本技能5．了解并掌握本专业软硬件设计的一些基本知识三、实习时间，及进程安排9月6日：理论学习及讲座阶段9月7日：发放元器件并检查数量，进行焊接准备9月7日~9月8日：硬件焊接及组装，及硬件调试9月9日~9月10日：总结报告及验收四、实习地点电子实验室五、实习单位、部门、地点实习单位西安工业大学北方信息工程学院实习部门电子信息系实习地点电子实验室六、实习内容1、关键技术介绍a.89C51的介绍89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
主要特性：与MCS-51 微控制器产品系列兼容。
片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器存储数据保存时间为10年宽工作电压范围：Vcc可为2.7V到6V全静态工作：可从0Hz至16MHz128*8位内部RAM32条可编程I/O线两个16位定时器/计数器b.LED发光管16只LED发光管作为每一列的显示，快速左右摇晃起到了扫描的作用，视觉暂留会使影像在人眼视觉中保留一段时间，因而人眼可以看到一幅完整的画面，与LED点阵的显示有几分相似。
基于单片机的摇摇棒硬件控制系统设计与实现
１绪论
图１ ：信号采集模块 电路原理 图
摇摇 棒 又名 闪字 棒、魔 幻棒 ，它 除了拥
３ ． ２显示信 息手动控 制模 块
有 传统荧光棒的功能外 ，还能显示文字和简 单 图形 ，并且可以根据使用者 自己的意愿修改显
此模 块使 用微 动按 键作为 手动 控 制信息
示 内容 ，因此可以满足场合的需求 。本文 阐述 的输入端。将此模块的信号输 出端接入单片机 参考文献 的摇摇棒设 计与传统的荧光棒相 比更加环保耐 的 Ｐ ３ ３ 引脚 ，核 心控制 系统检 测此 引脚上 的 用 ，能够传达 出更加 丰富的信息 。 电平变化 即可得 到手动控制信息。手动控制模 块 电路原理 图如 图 ２ 所示 。
制系 统模块 、ｌ ６位 Ｌ Ｅ Ｄ显示模 块、信息 采集
技 大学出版社 ， ２ ０ ０ ８ （ ７ ） ．
［ ５ ］王 也 仿 ．可 编 程 控 制 器 应 用 技 术 ［ Ｍ ］ ．机
模块 和 电源模 块 等部分 。系统 由 ＋ ６ Ｖ 电池 供
械工业 出版社 ， ２ ０ ０ １ ．
［ １ ］杨 清德 ，康娅 ． Ｌ Ｅ Ｄ及其 工程应用 ［ Ｍ ］ ．北 京 ：人 民邮 电出版社 ， ２ ０ ０ １ ．
２电路设计 与原理分析
由于人 的视 觉有 暂 留效应 ，利用 这个 现 象 ，可 以在 高亮 Ｌ Ｅ Ｄ摇动 区域 内产生一 个视 觉 平面 ，通过 不 断刷新 和改 变每 只高 亮 Ｌ Ｅ Ｄ 的 亮灭状 态 ， 就 可以在此视觉平面上显示不 同 的文字和 图形。本设计是基于 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片
状 态。将 单片机 Ｐ ３ ２引脚与该模 块 的信 号输
“ 摇 摇 棒” ，是利 用人 眼视 觉的 暂 留原 理 实现 的平 面显 示效 果。 本 文 详 细 介 绍 了一 种 基 于 ５ １ 单 片机 控 制 的 Ｌ Ｅ Ｄ 摇 摇棒 设 计 。以 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２单 片机 为 主控核 心，通 过传 感 器检 测 当前摇摇 棒 的 的摇 动 状 态 ，分 时控 制 １ ６只 高亮 Ｌ Ｅ Ｄ 灯 的亮灭 状 态实现 文 字和 图像 的 显 示。通 过 实验 测试 ，达到 了 目 标要求 和效果。
LED摇摇棒的详细制作资料(程序 硬件)
大家知道，人的眼睛存在视觉暂留现象，正因为眼睛的反应迟钝，才丰富了人的视觉感受。
LED摇摇棒很好地利用了人眼的视觉暂留特性。
下图是基于51单片机控制、16只高亮度LED发光二极管构成的摇摇棒，配合手的左右摇晃就可呈现一幅完整的画面，可以显示字符、图片等。
演示效果见自制LED摇摇棒展示【图】。
黑暗条件下拍摄的效果图片：实物外形图:基本原理与硬件电路设计：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是一幅完整的画面。
与LED点阵的显示有几分相仿。
硬件电路如下图（点击可放大）。
系统电源VCC为5V，下载程序和调试时一定要保证5V电压，实际使用时用3节干电池串联4.5V即可。
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口的上拉电阻RA1不能少。
串在LED公共端的二极管D1会产生一定的压降，用来保护LED，经实测LED点亮时两端电压为3V左右，在LED的安全承受范围内。
K1是画面切换开关，用于切换显示不同内容；S1为水银开关。
水银开关的作用：棒在摇动时，只能在朝某一方向摇动时显示，否则会出现镜像字或镜像画面，所以通过接一只水银开关来控制，使摇摇棒从左向右摇动时将内容显示出来。
软件设计：/**********************************************************程序名称：LED摇摇棒显示64*16像素简要说明：外部中断方式INT0显示；取模方式：纵向取模、字节倒序编写：最后更新：08/11/15晚**********************************************************/#include <AT89X52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int //宏定义#define KEY P3_0 //定义画面切换按键uchar KY; //KY作用在后面说明uchar disp; //显示汉字指针uchar pic=0,num=0; //pic为按键次数；num为中断次数uchar code love[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x3F,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x0F,0x04,0x10,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x04,0x10,0xF8,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x07,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x10,0x00,0x08,0xFE,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x3F,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*LOVE */};uchar code loveyou[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x78,0x00,0xFC,0x00,0xFE,0x01,0xFE,0x03,0xFE,0x07,0xFE,0x0F,0xFE,0x1F,0xFC,0x3F,0xF8,0x7F,0xFC,0x3F,0xFE,0x1F,0xFE,0x0F,0xFE,0x07,0xFE,0x03,0xFE,0x01,0xFC,0x00,0x78,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*心形图案*/};uchar code hehe[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x01,0x40,0x01,0xC0,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF0,0x0F,0x08,0x10,0x04,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF0,0x3F,0x08,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00,0xF0,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF0,0x3F,0x08,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00,0xF0,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x20,0x08,0x10,0xF0,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x01,0x40,0x01,0xC0,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*呵呵o(∩_∩)o图案*/};unsigned char code hanzi[] = {//-- 欢--0x04,0x10,0x34,0x08,0xC4,0x06,0x04,0x01,0xC4,0x82,0x3C,0x8C,0x20,0x40,0x10,0x30,0x0F,0x0C,0xE8,0x03,0x08,0x0C,0x08,0x10,0x28,0x60,0x18,0xC0,0x00,0x40,0x00,0x00,//-- 迎--0x40,0x00,0x42,0x40,0x44,0x20,0xC8,0x1F,0x00,0x20,0xFC,0x47,0x04,0x42,0x02,0x41,0x82,0x40,0xFC,0x7F,0x04,0x40,0x04,0x42,0x04,0x44,0xFE,0x63,0x04,0x20,0x00,0x00,//-- 使--0x40,0x00,0x20,0x00,0xF8,0xFF,0x07,0x00,0x04,0x80,0xF4,0x43,0x14,0x45,0x14,0x29,0x14,0x19,0xFF,0x17,0x14,0x21,0x14,0x21,0x14,0x41,0xF6,0xC3,0x04,0x40,0x00,0x00,//-- 用--0x00,0x80,0x00,0x60,0xFE,0x1F,0x22,0x02,0x22,0x02,0x22,0x02,0x22,0x02,0xFE,0x7F,0x22,0x02,0x22,0x02,0x22,0x42,0x22,0x82,0xFF,0x7F,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//-- 神--0x08,0x01,0x88,0x00,0x49,0x00,0xEE,0xFF,0x58,0x00,0x88,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x1F,0x88,0x08,0x88,0x08,0xFF,0xFF,0x88,0x08,0x88,0x08,0xFC,0x1F,0x08,0x00,0x00,0x00,//-- 奇--0x40,0x00,0x40,0x00,0x44,0x00,0x44,0x3E,0x64,0x12,0x54,0x12,0x4C,0x12,0x47,0x12,0x4C,0x3F,0x54,0x42,0x74,0x80,0xC6,0x7F,0x44,0x00,0x60,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00,//-- 魔--0x00,0x40,0x00,0x30,0xFE,0x8F,0x4A,0x80,0xAA,0x5F,0x9A,0x4A,0xFE,0x2A,0xAA,0x1A,0xCB,0x0F,0xAA,0x7A,0xFE,0x8A,0x9A,0xAA,0xAA,0x8F,0x6B,0x80,0x22,0xE0,0x00,0x00,//-- 幻--0x80,0x20,0xC0,0x30,0xA0,0x28,0x98,0x24,0x87,0x22,0x80,0x21,0xC4,0x30,0x04,0x60,0x04,0x00,0x04,0x20,0x04,0x40,0x04,0x80,0x04,0x40,0xFE,0x3F,0x04,0x00,0x00,0x00,//-- 摇--0x10,0x02,0x10,0x42,0x10,0x81,0xFF,0x7F,0x90,0x04,0x54,0x05,0xCC,0xF4,0xB4,0x44,0x84,0x44,0xBC,0x7F,0x82,0x44,0xA2,0x44,0x9B,0xF4,0x82,0x06,0x00,0x04,0x00,0x00,//-- 摇--0x10,0x02,0x10,0x42,0x10,0x81,0xFF,0x7F,0x90,0x04,0x54,0x05,0xCC,0xF4,0xB4,0x44,0x84,0x44,0xBC,0x7F,0x82,0x44,0xA2,0x44,0x9B,0xF4,0x82,0x06,0x00,0x04,0x00,0x00,//-- 棒--0x10,0x04,0x10,0x03,0xD0,0x00,0xFF,0xFF,0x90,0x00,0x54,0x05,0x44,0x12,0xD4,0x15,0x74,0x14,0x5F,0xFF,0xD4,0x14,0x54,0x15,0x56,0x12,0x44,0x06,0x40,0x02,0x00,0x00,//-- ！--0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7C,0x10,0xFE,0x3B,0xFE,0x3B,0x7C,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 };/*****函数声明*****/void display1(void);void display2(void);void display3(void);void display4(void);/*****n（us）延时子程序*****/void DelayUs(uint N){uint x;for(x=0; x<=N;x++);}/*****中断服务程序*****/void intersvr0(void) interrupt 0 using 1{KY=~KY; //每个摇动来回水银开关会在摆幅两端分别产生下降沿中断，只提取其中一次（从左向右摇才显示）if(KY==0){num++; //计算中断次数switch(pic) //选择画面{case 0:{display1();}break;case 1:{display2();}break;case 2:{display3();}break;case 3:{display4();}break;default:{display1();}}}}/*****显示子程序1（汉字）*****/void display1(void){uchar i;if(num>10){disp++;num=0;} //12个汉字分为3次显示完（每次显示4个），每中断10次切换if(disp>2)disp=0;DelayUs(5200); //此处延时时间依各硬件差别而各不相同，试着调整使得显示内容居中即可for(i=0;i<64;i++){P0=~hanzi[disp*128+i*2];P2=~hanzi[disp*128+i*2+1];DelayUs(100);}}/*****显示子程序2（LOVE）*****/void display2(void)uchar i;DelayUs(4000);for(i=0;i<64;i++){P0=~love[i*2];P2=~love[i*2+1];DelayUs(120);}}/*****显示子程序3（心形图案）*****/void display3(void){uchar i;DelayUs(4000);for(i=0;i<64;i++){P0=~loveyou[i*2];P2=~loveyou[i*2+1];DelayUs(120);}}/*****显示子程序4（呵呵o(∩_∩)o图案）*****/ void display4(void){uchar i;DelayUs(4000);for(i=0;i<64;i++){P0=~hehe[i*2];P2=~hehe[i*2+1];DelayUs(120);}}/*****主函数*****/void main(void){IT0=1;EX0=1;EA=1; //开中断，下降沿中断KY=0;while(1) //主程序中只检测按键{if(KEY==0) //画面切换键按下DelayUs(10000); //按键去抖if(KEY==0);pic++;}if(pic>3)pic=0;}}/*****END*****/。
基于单片机的LED摇摇棒的探讨
电 子 漏 试
ＥＬＥｃＴＲ０ＮＩ ｃ ＴＥｓＴ
Ｍｅ ｙ． ２ ０１ ３ Ｎｏ ． ９
基于单 片机 的 Ｌ Ｅ Ｄ摇摇棒 的探讨
ｈ
魏 雅
ａ
（ 陕西工业职业技术学院 ，陕西咸 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ） Ｐ
摘要 ：本文用单 片机 做核心控制部件 ，以发光二级管 为控制对象 ，利 用人 眼的视觉暂留特性 ，通过分 时刷新 １ ６
１ 硬件 系统的组成
本设 计的简单 有趣 的Ｌ Ｅ Ｄ 摇摇 棒 ，它是 基于单 片机控
制 的电 子装 置 。具 有按 键 进行 画 面切 换 和消 除重 影 等功
本文通 过研究 和设计一个 利用 事先编好程 序来控 制 ｌ ６
个Ｌ Ｅ Ｄ 悛 光二极管 ， 并配合左右手的摇晃来显示字符和简
ｐ ｅ ｒ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｕ ｍａ ｎ ｅ ｙ ｅ ｔ ｏ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｔ ｅ ｘ ｔ ｏ ｒ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈｒ ｔ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｏ ｒ ｅ ｆ ｒ ｅ ｓ ｈ １ ６ Ｌ Ｅ Ｄｓ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ， Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｙ ｍｅ ｓ ｓ ａ ｇ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉｓ ｖ ｕ ａ ｌ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ．
Ｘ ｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ７ １ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ＭＣＵ ｔ ｏ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ｔ ｈ ｅ Ｌ Ｅ Ｄ ａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ，ｉ ｔ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ
摇摇棒
16LED部分源程序
16LED部分源程序
32LED摇摇棒
32LED摇摇棒 由32颗高亮 led来作为显 示部分，可以 显示更多的内 容，更多的图 画，单一显示 幅面32*32
彩色摇摇棒
彩色摇摇棒
彩色摇摇棒由多颗LED构成，下图为80LED的摇摇棒，全长 50cm，显示部分长28cm，每颗LED可显示三种颜色，分别为 红、绿、蓝，并且根据信号调整亮度，因此实现显示各种颜 色，多颗LED在一起，经过复杂的算法，程序处理，便可显 示成各种各样的图案以及文字，LED数量越多，灯与灯之间 的距离越短（当然要采取 防止光扩散的措施）显示的图案 画质也就越好，越细腻。扩大存 储空间，还可播放短片（前提是 保证持续摇动，最好的是调整程 序，转动摇摇棒）等
旋转LED
• 旋转led原理和摇摇棒相仿，只是多了无 线输电以及遥控功能，同时旋转的平面和 侧面都可显示内容，由32颗贴片LED作为 显示部分，分别是平面16颗和侧面16颗， 若有条件和编程技术到位，也可改装成彩 色式的旋转led，同时加大旋转半径和高 度、目前市场上还未出现彩色旋转LED， 这在未来可能也能作为一个好的发展方向
效果图
• 由于这个摇摇棒是由16 颗高亮红色LED来显示图 像，AT89S52单片机来处 理数据以及存储数据， 所以只能显示出16*16像 素点的图片或者文字， 且颜色单一，显示内容 有限，若要显示更多内 容，必须添加外存储器
摇摇棒实物图
摇摇棒实物图
摇摇棒实物图
摇摇棒实物图
视觉暂留显示器
• 视觉暂留显示器在国外 应用已有多年，只是近 几年才在国内开始兴起， 在国外，许多自行车车 轮上面都装有类似的显 示器，由于自行车车轮 比较大，如果转速不够 显示的图案就不完整， 因此在自行车上装了四 排LED，经过单片机处理， 使图案拼合起来，无缝 连接，达到显示的目的
摇摇棒实训报告
河南机电高等专科学校综合实训报告系部：专业：班级：学生姓名：学号：2012年 6月实训任务1．时间：2012年5月28日～2012年6月22日2. 实训单位：河南机电高等专科学校3. 实训目的：熟悉电路板及电子产品的制作全过程4. 实训任务：①了解电路板图得来的方法，掌握电路板图的打印技巧；②会使用热转印机将电路图转印到覆铜板上；③掌握电路板的腐蚀过程及注意事项；④会使用高速钻床给电路板打孔；⑤认识电子元器件，熟悉常用元器件的特性；⑥熟练掌握焊接方法和技巧，完成电路板的焊接；⑦掌握电子产品通电调试的注意事项，会编写程序；⑧作好实训笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；⑨联系自己专业知识，体会电子产品制作过程，总结自己的心得体会； 10参考相关的书籍、资料，认真完成实训报告。
○综合实训报告前言：大家都知道，人的眼睛存在视觉暂留现象，而正因为眼睛的反应迟钝，才丰富了人的视觉感受。
16led摇摇棒正是很好地利用了人眼的视觉暂留特性，而产生了奇妙的效果！本次试验通过掌握单片机及其开发流程，综合模拟电子技术和数字电子技术，掌握以单片机为核心的电子系统体系，从而更熟悉单片机在实际生活中的应用。
一：实训内容16只led发光管作为画面每一列的显示，快速左右摇晃起到了扫描的作用，视觉暂留会使影像在人眼视觉中保留一段时间，因而人眼可以看到一幅完整的画面。
与led点阵的显示有几分相仿。
硬件电路如下图。
系统电源vcc为5v~6v，下载程序和调试时一定要保证5v电压，实际使用时用2节cr2032的纽扣电池串联6v即可。
at89s51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。
k2是芯片的复位按键；k1是画面切换按键，用于切换显示不同内容；水银开关信号送给int0。
系统的扩展接口有三个：j1用于和led显示及水银开关扩展板进行连接；j6用于串口的扩展，同时可以利用该串口进行isp程序下载，该接口为5v的电平，如需和计算机连接需要外接电平转换模块；j7为扩展接口，可以连接其它扩展功能模块。
项目八：数码摇摇棒的制作
LED正极
LED负极
集成块插座
电池盒
完成了
安装注意事项
（1） 按照原理图正确安装并焊接元器件。 （2） 在刚刚焊接完成时，先不要在IC 座上插上IC 芯片，用 万用表测试两块IC 芯片的供电脚电压，以确保电路不会 烧坏芯片。 （3） 完成以上步骤，正确安装两片IC 芯片 （注意缺口方向）和电池，打开拨动开关，如果安装正确， 此时应该显示32 路花样流水灯。 （4） 按动按钮开关可以切换显示的内容，当出现比较杂乱 的闪灯时，用手紧握摇摇棒底部，以一定的频率左右摇晃 电路，即可看见显示的文字内容了。 (5）完成制作后，如长期不使用需卸下电池。
电原理图
方框图
驱动
存储容 量2Kbit
显示电路
ULN2803驱动芯片介绍
显示原理
根据LED 点阵屏的显示原理： 点阵屏的显示分为行扫描与列扫描两种， 列扫描是将我们的字模数组通过点阵屏的 行驱动进行输入，然后通过列对每一行进 行扫描，当列为低（高）电平、行为高 （低）电平时则表示该点为图案的一部分， 将其读出、显示。
数码摇摇棒的制作
长兴职教中心邵老师
著名影星周迅
数码摇摇棒原理分析
本电路采用STC11F02 单片机为核心控制系统，使 用32 只LED 灯作为显示屏，它们分为4组，由 Q1~Q4 来选通其中的一组，4 组LED 共用8 个数 据位，直接由单片机的通用I/O 口来控制，采用 UN2803 驱动LED。
滚珠开关结构
它由真空玻璃管、水银柱、以及导电极 组成。通过使用单片机的P3.3 引脚连接滚 珠开关检测周期，使摇动时间自适应，图 像始终保持在中间。使用这种方法就可以 让数据单程传输，解决了双程均传输时产 生的重影，使得 电池盒
摇摇棒讲解
提供
这里我们将学习： 电路中的灯 视觉暂留原理 摇摇棒
我们知道，灯泡通了电就会发光。晚上的时 候就能照亮我们的家，这样我们就能在晚上看清 事物。通常我们是通过开光来控制灯的亮灭的， 当我们反复按下开关，灯泡也就会反复地亮灭。
灯是如何通电发光的？
电 池
那么我们通过控制不同的组合 灯光就可以形成不同的图案
单片机与LED连接
这样，我们通过排列组合 就可以得到不同的图形和 文字，当我们把这种电路 做成棒子的形状，就成了 摇摇棒了。
可以用灯光画画了，耶！
画面的切换
用灯光可以画图案了，但为什么总是 同一个图案呢？别急，我们可以通过 按钮来转换图案，就和家里的电视遥 控器一样，一按按钮就可以换台。
水银开关的作用
电源VCC
51单片机
LED灯
有点高大上的感觉，但它们都是什么 东西呢？下面就让我们来一一了解
首先是最主要的大脑——51单片机
AT89S52单片机作为控制器，就 像电路中的大脑一样，控制着整 个电路。在它的P0、P2口接有 16只高亮度LED，我们通过编写 单片机代码，能自由地控制LED 的亮和灭。
棒在摇动时，只能在朝某一方向 摇动时显示，否则会出现镜像字 或镜像画面，所以通过接一只水 银开关来控制，使摇摇棒从左向 右摇动时将内容显示出来。
你好
额~，这个是什么字？
实物展示
左视图
右视图仰视图Fra bibliotek夜景车灯
电视
那么我们用一排灯可不可以 组合成图案和文字呢？
当然是可以的，耶！ 下面让我们来看看是 如何实现的
请看这些图片
它们都是会动的，或者说我们看到它 们动了。这是为什么呢？ 人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经， 需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视 觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后 像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。
基于视觉暂留原理的摇动显示装置
基于视觉暂留原理的摇动显示装置刘庆宇黑龙江八一农垦大学信息技术学院05电气摘要：“摇动显示装置”，俗称“摇摇棒”，是基于人的视觉暂留原理的，通过分时刷新32个发光二极管来显示输出文字或图案等信息的显示装置。
输出信号频率的控制通过单片机来实现，用摇动传感器检测当前摇动状态。
当进行摇动时，由于人的视觉暂留原理，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，会在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。
关键字：单片机；摇摇棒；发光二极管；摇动前言：随着人们物质生活水平的提高，人们对精神生活的追求也愈加强烈，对信息的渴求已成为了人们必不可少的需要，更加简捷与新颖的信息传递方式无疑会给人们带来耳目一新的感受。
而现代工具务求简捷化、便携化，因此，摇动显示装置的到来，必将会给人们带来一种新的方便的文化传递方式。
一、系统硬件系统功能主要体现在3个部分：(1)单片机控制（STC12C2052）本装置采用了STC12C2052单片机，它支持直接通过串口线下载程序，对于本设计而言，显示文字需经常改变，STC12C2052方便许多，因此选择STC12C2052作为本设计所用的单片机。
（2）显示功能。
（D1~D32）信息传递主要由显示来完成，本设计显示功能由32个发光二极管来完成。
32个发光二极管分为4组，以共阳的方式连接，共用P1口作为数据输出口。
另外4条I/O口作为段选，通过三极管选通相应段。
（3）传感器系统。
（S2）硬件传感器主要为摇动传感器，本设计的摇动传感器由滚珠开关构成。
可选摇动开关有水银摇动开关和滚珠开关两种。
水银摇动开关稳定性较高，但容易发生破裂，水银外泄，安全性较差。
滚珠开关稳定性稍差，但不容易损坏，安全度很高。
考虑到实际应用环境，故选用滚珠开关作为系统的摇动传感器。
由滚珠开关带来的不稳定性可以通过软件进行弥补。
图1：滚珠开关内部结构图另外D_B1和D_B2为装饰用的蓝色发光二极管，J1为串口，供下载程序用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.2摇摇棒的基本原理 (1)1.3研究现状 (2)1.4设计目的和意义 (3)1.5设计要求 (3)1.6设计思路 (3)2.神奇摇摇棒硬件设计 (4)2.1硬件电路设计基本结构 (4)2.2主控电路设计说明 (6)2.3 STC89C52单片机简介 (7)2.3.1 STC89C52芯片 (7)2.4 LED基本介绍 (9)2.4.1 LED硬件电路 (9)2.4.2 LED内部结构及原理 (10)2.4.3 时钟电路 (11)2.4.4 复位电路 (12)2.5开关电路 (13)3.神奇摇摇棒软件设计 (15)3.1开发环境 (15)3.2汉字图形取模软件 (16)3.3主程序流程图 (17)4.神奇摇摇棒系统的实现和结果 (20)4.1硬、软件分别调试及联合调试 (20)4.1.1 硬件调试 (20)4.1.2 软件程序调试 (21)4.1.3联合调试 (22)4.2 摇摇棒实物效果展示 (22)结论 (24)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)基于单片机的神奇摇摇棒设计1 绪论1.1概述数码摇摇棒是由一组发光二极管排列而成，摇动时能显示各种图案的显示器件。
基于人眼视觉暂留原理、运用最新专利电子技术研制而成的线阵LED运动成像的高科技产品。
它可以通过在手中左右摇晃棒体，就可在其摇摆出的扇形轨迹面上显示非常稳定的文字或图像，并可以连接电脑编辑下载更新文字或图案。
相比于过去的闪光棒、荧光棒，它具有如下特点：1、显示方式新颖，吸引力强。
2、以LED电子灯显示，图案明显清晰、稳定，可显示多幅图案。
3、在LED摇摇棒的手握部分，设计成手柄，更人性化，而且使得摇晃过程中，显示内容的定位更准确。
4、可通过数据线与电脑连接，设计、更改显示内容。
5、可多次使用，降低浪费。
6、亮度高，视角更大，可视距离更远。
1.2摇摇棒的基本原理人的眼睛存在视觉暂留现象，正因为眼睛反应迟钝，才丰富了人的视觉感受，LED摇摇棒很好地利用了人眼的视觉暂留特性。
运用最新专利电子技术研制而成的线阵LED运动成像的高科技产品。
LED摇摇棒是在手摆动到不同位置的时候，让位于一条直线上的LED显示二维图像的不同的列，利用人眼的视觉暂留效应，实现图形扫描显示。
输出信号频率的控制通过单片机来实现，用16个发光二极管进行不同频率的亮灭刷新。
当进行摇动时，由于人的视觉暂留原理，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，会在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。
1.3研究现状近年来随着人们生活水平的日益提高,人们对娱乐产业的消费也越来越高,各大中城市举办演唱会的次数也越来越多.在学校里举办的各种晚会,活动也越来越多,以及自己私人举办的聚会等等,这些都能用到LED摇摇棒.尤其是近年来的选秀热,更是加大了摇摇棒的市场需求. 在演唱会、文艺演出、及各种比赛场合，挥舞着的发光棒上可以显示出各种你所需要的文字、符号、图像等，能够极大地活跃现场气氛，调动观众激情。
试想一下，当你手中的发光棒显示出“某某某”，或“我爱你”的字样时，即使你无法与心中的偶像面对面交流，他也能感受到来自你的激情。
据调查显示，人们接受的信息有 2/3的信息是通过眼睛取得的。
数码摇摇棒集娱乐、益智玩具和流动广告于一体，给予是就的吸引眼球的效果。
在明星演唱会、歌友会、酒吧、大型的娱乐场以及各种大型的选举、游行活动中都可以使用数码摇摇棒。
随着社会经济的不断进步，以及显示技术的不断完善，人们对数码摇摇棒的认识将会越来越深入。
1.4设计目的和意义本次设计制作的是一个显示棒，基本要求就是要小巧、轻便，所以要将单片机的系统板简化设计。
通过本次设计，加强对AT89C52单片机的深刻理解，提高设计能力和动手能力。
1.5设计要求设计一个16只高亮度LED发光二极管构成的摇摇棒，通过单片机编程配合手的左右摇晃就可呈现一幅完整的画面，可以显示字符、图片。
1.6设计思路LED摇摇棒是基于人的视觉暂留原理,通过分时刷新16个发光二极管来显示输出文字或图案等信息。
输出信号频率的控制通过单片机来实现,用摇动传感器检测当前摇动状态。
当进行摇动时,由于人的视觉暂留原理,会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面,在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新,会在摇动区域内产生图像,从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。
2.神奇摇摇棒硬件设计2.1硬件电路设计基本结构系统电源VCC为5V，下载程序和调试时一定要保证5V电压，实际使用时用3节干电池串联4.5V即可。
STC89C52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口的上拉电阻RA1不能少。
串在LED公共端的二极管D1会产生一定的压降，用来保护LED，经实测LED点亮时两端电压为3V左右，在LED的安全承受范围内。
K1是画面切换开关，用于切换显示不同内容；S1为水银开关。
图1是神奇摇摇棒设计原理图。
由电源VCC为5V，实际使用时用2.1节纽扣电池串联6V即可。
STC89C52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。
水银开关的作用：棒在摇动时，只能在朝某一方向摇动时显示，否则会出现镜像字或镜像画面，所以通过接一只水银开关来控制，使摇摇棒从左向右摇动时将内容显示出来。
图2.1 总电路图水银开关电路：在水银开关断开时，由于上拉电阻R19的作用外部中断1为高电平，水银开关接通以后为低电平，产生下降沿引起中断。
水银开关的作用：使摇摇棒从左向右摇动时将内容显示出来。
电路如图2.2所示：图2.2 水银开关电路2.2主控电路设计说明单片机控制系统：单片机以其集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、价格廉、使用灵活等一系列优点得到迅速的发展，渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理等，这些都离不开单片机。
此次设计主要采用的STC89C52RC单片机为主控单元,如电路图2.3。
图2.3 单片机系统2.3 STC89C52单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
这里以STC89C52单片机为例理解它的最基本的组成电路。
2.3.1 STC89C52芯片在单片机家族的众多成员中，MCS51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。
世界各大单片机厂商都在MCS51上投入了大量的资金和人力，围绕51内核，衍生出许多品种，增强51单片机的各种功能。
MCS51家族是目前在单片机领域发展最快的一个品种。
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
1、STC89C52单片机的主要性能特点：（1）增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051；（2）工作电压：5.5v~3.3v(5v单片机)/3.8v~2.0v(3v单片机) ；（3）工作频率范围：0~80MHZ,实际工作频率可达48MHZ；（4）大容量内部数据RAM：1K字节RAM；（5）8kB片内Flash程序存储器，具有在应用可编程(IAP) ,在系统可编程(ISP)，可实现远程软件升级，无需编程器；（6）掉电检测和低功耗模式等；（7）4个8位I/O口，含3个高电流P1口，可直接驱动LED（8）PCA(可编程计数器阵列)，具有PWM的捕获/比较功能；（9）SPI(串行外围接口)和增强型UART；（10）3个16位定时器/计数器；（11）可编程看门狗定时器(WDT)；（12）低EMI方式(ALE禁止)；（13）兼容TTL和COMS逻辑电平；2、STC89C52单片机各引脚功能图如2-4所示：图2-4单片机引脚图3、STC89C52主要功能STC89C52主要功能如下表2-1所示。
主要功能特性表2-1STC89C52主要功能2.4 LED基本介绍LED中文译作发光二级管，顾名思义发光二级管是一种将电能转化成光能的电子器件，具有二极管的特性。
在电路中并不使用使用3MM的LED,而是采用了5MM的高亮LED灯，5MM的高亮LED有多种颜色，除了多种颜色外还有双色的，一只LED可以多出两种颜色，因此5MM高亮的LED达到想要的效果，远距离观看的效果更佳。
2.4.1 LED硬件电路电路中采用了16只红色5MM高亮的LED,所有的LED使用共阳极的方案并联起来，并给电源端加上了IN4007整流二级管，还在LED的正级接上了200欧姆的保护电阻，经过测试如果只接上一只IN4007整流管,实际测量得到LED的电流在30mA左右，LED点亮久后会发热，导致LED的寿命减短，必须加上保护电阻。
而保护电阻测量电流达到15mA~20mA左右，并却没有发热的迹象，因此采用此方案，具体如图2-5所示。
图2-5 LED电路图2.4.2 LED内部结构及原理LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片。
在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由P型半导体和N型半导体两部分组成，其中P型半导体在它里面空穴占主导地位，N型半导体主要是电子。
在它们中间有一个过渡层，称为P-N结。
具有单向导电性。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，即LED发光的原理。
而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
(图2-6所示)图2-6 LED内部结构2.4.3 时钟电路单片机其实是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟控制严格地按时序进行工作。
时钟电路用于产生单片机工作所需要的信号。
在MCS-51为核心的单片机内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器，其输入端引脚为XTAL1,其输出端引脚为XTAL2。