基于单片机的摇摇棒硬件控制系统设计与实现
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践教程 ［ Ｍ ］ ．北京 ：北京航空航 天大学出版
社 ，２ ０ ０ ６ ．
【 ４ ］ 郁有 文 ， 常健 ， 程 继红 ． 传感 器原 理及工
程应 用 （ 第三版 ）［ Ｍ 】 ．西安 ：西安 电子科 图２ ：手动控 制模 块电路原理 图 ３ ． ３电源模块
计包括 了基 于 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机的最小核心控
Ｓ Ｃ Ｍ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 单片机技术
基于单片机的摇摇棒硬件控制 系统设计与实现
文／ 张心心 唐玉蓬
本 模块 使 用水银 开 关检测 摇摇棒 的 摇动
“ 摇 动 显 示 装 置 ” ， 俗 称
本设计 使用的单 片机拥有 ３ ２ 个 输入 输 出
引 脚，能够满 足设计 需求 ，故 对 Ｌ Ｅ Ｄ 的控 制
３系统模块介绍
３ ． １信 号采集模块
作者单位
绵阳师范学院物理 与电子 工程 学院 四川省 绵
阳市 ６ ２ １ ０ ０ ０
３ ． ５ Ｌ Ｅ Ｄ 显 示模 块
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 电子技术与软件工程 ・１ ９ １
４结论
基于 ５ １ 单片 机控制 的摇 摇棒在多次 测试 修改之后 ，最终能够较为清晰地显示简单字符 和图形 ，实现了摇摇棒 的功能 ，并且系统功能
稳定。此外 因为摇摇棒 具有低功耗 、外形小巧 、
【 关键词】摇摇棒 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ Ｌ Ｅ Ｄ传感器
Ｇ ＿
Ｄ
Ｌ Ｅ Ｄ灯 多色显示 、配备有 Ｕ Ｓ Ｂ下载程序 、 自 适应摇 晃速度 等特点 ，如配备 更多 的取模编码 工具 ，还 能够 显示中文、 日文、韩 文、英文及 图形等 多种效果 ，因此以本设计为基础 ，还可 以扩展 出更多产 品效果 ，所 以基于单片机的摇 摇棒设计拥有很好的市场前景。
［ 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
出端相连 接 ，因此 只要检测 Ｐ ３ ２ 引脚上 的 电 采用了一对一的控制方式 ，即一个引脚控制一
Ｅ Ｄ的控 制方式 。 平 高低 即可。当 Ｐ ３ ２引脚变为 高 电平 时 ，摇 个 Ｌ
摇棒处于 摇动状 态 ，反之则为静止状态。信号 采集模块 电路原理 图如 图 １ 所示 。
电，打开主控开 关之后 ，控制核心就能检测到
本系统 中的 电源模块使用 Ｌ Ｍ７ ８ ０ ５ 芯片作
水银开关 的状态变 化，并根据 它的不同状态控 为稳压核心 ， 为系统提供稳定 的＋ ５ Ｖ直流 电源 ， 作者简ຫໍສະໝຸດ Baidu
制ｌ ６ 只高 亮Ｌ Ｅ Ｄ， 实现显示。 当摇摇棒被摇动 ，
开始显示信息时 ， 显示信息手动控 制模块启动 ，
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 ．
保证系统正常顺利的运行 。
３ ． ４ Ｃ Ｐ Ｕ 模块
张 心心 （ １ ９ ８ １ － ），女 ，硕 士研 究生 ，绵 阳师
范学院讲师 ，主要从事 电子信息和光电子信息 方面的教 学和科学研 究。
系统将根据手动控制信息 的改 变而改 变显示内
容。
本设 计 中使 用 了 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２单 片机 作 为 控制核心 ，根据信号采集模块和 手动控 制提供 的信息为 Ｌ Ｅ Ｄ显示模块提供相应的控 制信号 。
机的 ｌ ６位 Ｌ Ｅ Ｄ摇摇棒设计 。硬 件控 制系统设
［ ２ 】马斌 ， 韩忠华 ， 王长 涛 ， 夏 兴华 ． 单片机
原理及应用一 ｃ语言程序设计与实现 ［ Ｍ ］ ． 北京 ：人民邮 电出版社 ， ２ ０ ０ ９ ． １ ０ ．
【 ３ 】万光毅，严 义 ，邢春香 ． 单 片机 实验与 实
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。
社 ，２ ０ ０ ６ ．
【 ４ ］ 郁有 文 ， 常健 ， 程 继红 ． 传感 器原 理及工
程应 用 （ 第三版 ）［ Ｍ 】 ．西安 ：西安 电子科 图２ ：手动控 制模 块电路原理 图 ３ ． ３电源模块
计包括 了基 于 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机的最小核心控
Ｓ Ｃ Ｍ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 单片机技术
基于单片机的摇摇棒硬件控制 系统设计与实现
文／ 张心心 唐玉蓬
本 模块 使 用水银 开 关检测 摇摇棒 的 摇动
“ 摇 动 显 示 装 置 ” ， 俗 称
本设计 使用的单 片机拥有 ３ ２ 个 输入 输 出
引 脚，能够满 足设计 需求 ，故 对 Ｌ Ｅ Ｄ 的控 制
３系统模块介绍
３ ． １信 号采集模块
作者单位
绵阳师范学院物理 与电子 工程 学院 四川省 绵
阳市 ６ ２ １ ０ ０ ０
３ ． ５ Ｌ Ｅ Ｄ 显 示模 块
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 电子技术与软件工程 ・１ ９ １
４结论
基于 ５ １ 单片 机控制 的摇 摇棒在多次 测试 修改之后 ，最终能够较为清晰地显示简单字符 和图形 ，实现了摇摇棒 的功能 ，并且系统功能
稳定。此外 因为摇摇棒 具有低功耗 、外形小巧 、
【 关键词】摇摇棒 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ Ｌ Ｅ Ｄ传感器
Ｇ ＿
Ｄ
Ｌ Ｅ Ｄ灯 多色显示 、配备有 Ｕ Ｓ Ｂ下载程序 、 自 适应摇 晃速度 等特点 ，如配备 更多 的取模编码 工具 ，还 能够 显示中文、 日文、韩 文、英文及 图形等 多种效果 ，因此以本设计为基础 ，还可 以扩展 出更多产 品效果 ，所 以基于单片机的摇 摇棒设计拥有很好的市场前景。
［ 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
出端相连 接 ，因此 只要检测 Ｐ ３ ２ 引脚上 的 电 采用了一对一的控制方式 ，即一个引脚控制一
Ｅ Ｄ的控 制方式 。 平 高低 即可。当 Ｐ ３ ２引脚变为 高 电平 时 ，摇 个 Ｌ
摇棒处于 摇动状 态 ，反之则为静止状态。信号 采集模块 电路原理 图如 图 １ 所示 。
电，打开主控开 关之后 ，控制核心就能检测到
本系统 中的 电源模块使用 Ｌ Ｍ７ ８ ０ ５ 芯片作
水银开关 的状态变 化，并根据 它的不同状态控 为稳压核心 ， 为系统提供稳定 的＋ ５ Ｖ直流 电源 ， 作者简ຫໍສະໝຸດ Baidu
制ｌ ６ 只高 亮Ｌ Ｅ Ｄ， 实现显示。 当摇摇棒被摇动 ，
开始显示信息时 ， 显示信息手动控 制模块启动 ，
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 ．
保证系统正常顺利的运行 。
３ ． ４ Ｃ Ｐ Ｕ 模块
张 心心 （ １ ９ ８ １ － ），女 ，硕 士研 究生 ，绵 阳师
范学院讲师 ，主要从事 电子信息和光电子信息 方面的教 学和科学研 究。
系统将根据手动控制信息 的改 变而改 变显示内
容。
本设 计 中使 用 了 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２单 片机 作 为 控制核心 ，根据信号采集模块和 手动控 制提供 的信息为 Ｌ Ｅ Ｄ显示模块提供相应的控 制信号 。
机的 ｌ ６位 Ｌ Ｅ Ｄ摇摇棒设计 。硬 件控 制系统设
［ ２ 】马斌 ， 韩忠华 ， 王长 涛 ， 夏 兴华 ． 单片机
原理及应用一 ｃ语言程序设计与实现 ［ Ｍ ］ ． 北京 ：人民邮 电出版社 ， ２ ０ ０ ９ ． １ ０ ．
【 ３ 】万光毅，严 义 ，邢春香 ． 单 片机 实验与 实
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。