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標(biāo)題: AT89S52單片機16LED搖搖棒設(shè)計(含pcb文件,源程序等) [打印本頁]
作者: 1143415304    時間: 2018-8-21 10:33
標(biāo)題: AT89S52單片機16LED搖搖棒設(shè)計(含pcb文件,源程序等)
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AT89S52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：1) 顯示  “歡迎使用神奇魔幻搖搖棒！”；2) 顯示  “o(∩_∩)o”微笑圖案；3) 顯示    心形圖案；4) 顯示   “LOVE”；5) 可以通過開關(guān)實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，輪流顯示并循環(huán)。     

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，由水銀開關(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。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。將水銀開關(guān)的兩個引腳一端接VCC，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nINT0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。 （2水銀開關(guān)    水銀開關(guān)，又稱傾側(cè)開關(guān)，是電路開關(guān)的一種，以一接著電極的小巧容器儲存著一小滴水銀，容器中多數(shù)注入惰性氣體或真空。   　　 仔細觀察水銀開關(guān)，實際上他是一個封閉的玻璃管，里面有兩個分開著的導(dǎo)線和一段水銀球，當(dāng)玻璃管的平衡位置變化時，水銀球會來回移動，當(dāng)水銀球移動到兩根導(dǎo)線時，因水銀是金屬-導(dǎo)體，故電路變?yōu)橥罚藭r接收器處于工作狀態(tài)；反之，水銀球遠離兩根導(dǎo)線時為斷路，此時接收器處于非工作狀態(tài)。本設(shè)計采用震動開關(guān)代替水銀開關(guān)，試驗測試發(fā)現(xiàn)，水銀開關(guān)多次高頻率的接通斷開后觸點會氧化，容易接觸不良，因此改用下面的震動開關(guān)。

3、系統(tǒng)設(shè)計    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5V變壓器并配合水銀開關(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)計硬件連接上用水銀開關(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。AT89S52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。P0口處接上拉電阻RA1。串在LED公共端的二極管D1會產(chǎn)生一定的壓降，用來保護LED。K1是畫面切換開關(guān)，用于切換顯示不同內(nèi)容；S1為水銀開關(guān)。系統(tǒng)電源VCC為5V，實際使用時用3節(jié)干電池串聯(lián)4.5V即可。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。水銀開關(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，所以通過接一只水銀開關(guān)來控制，使搖搖棒從左向右搖動時將內(nèi)容顯示出來。

四、軟件設(shè)計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：  五、系統(tǒng)調(diào)試與分析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。圖    案穩(wěn)定程序歡迎使用神奇魔幻搖搖棒較穩(wěn)定心形較穩(wěn)定笑臉較穩(wěn)定LOVE較穩(wěn)定經(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。

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)


單片機源程序如下:
  1. #include <reg52.h>
  2. #define uchar unsigned char
  3. #define uint unsigned int    //宏定義
  4. sbit KEY=P1^0;
  5. uchar KY;    //KY作用在后面說明     
  6. uchar disp;     //顯示漢字指針
  7. uchar pic=0,num=0;     //pic為按鍵次數(shù)；num為中斷次數(shù)


  10. uchar code love[] = {

  12. 0x80,0x40,0x40,0x40,0x30,0x42,0x1E,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0xFF,0x7F,
  13. 0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x42,0x10,0x40,0x00,0x40,0x00,0x00,/*"生",0*/
  14. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  16. 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0xFF,0x82,0x40,0x82,0x40,0x82,0x40,0x82,0x40,
  17. 0x82,0x40,0x82,0x40,0x82,0x40,0xFE,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"日",1*/
  18. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  20. 0x00,0x01,0xE0,0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x10,0x00,0x20,0x81,0x08,0x41,0x08,0x31,
  21. 0x08,0x0D,0xFF,0x03,0x08,0x0D,0x08,0x31,0xF8,0x41,0x00,0x81,0x00,0x81,0x00,0x00,/*"快",2*/
  22. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  24. 0x00,0x00,0x00,0x20,0xE0,0x10,0x9C,0x08,0x84,0x06,0x84,0x40,0x84,0x80,0xF4,0x7F,
  25. 0x82,0x00,0x82,0x00,0x83,0x02,0x82,0x04,0x80,0x08,0x80,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"樂",3*/
  26. /* (16 X 16 , 宋體 ) */






  33. };


  36. uchar code loveyou[] = {

  38. 0x00,0x08,0x08,0x08,0x88,0x08,0x88,0x08,0x89,0x08,0x8E,0x08,0x88,0x08,0xF8,0xFF,
  39. 0x88,0x08,0x8C,0x08,0x8B,0x08,0x88,0x08,0x88,0x08,0x08,0x08,0x00,0x08,0x00,0x00,/*"羊",0*/
  40. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  42. 0x00,0x04,0x20,0x04,0x18,0x04,0xC7,0x07,0x44,0x04,0x44,0x04,0x44,0x04,0x44,0x04,
  43. 0xFC,0xFF,0x44,0x04,0x44,0x04,0x44,0x04,0x44,0x04,0x04,0x04,0x00,0x04,0x00,0x00,/*"年",1*/
  44. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  46. 0x20,0x80,0x20,0x80,0x20,0x40,0x20,0x20,0x20,0x10,0x20,0x0C,0x20,0x03,0xFF,0x00,
  47. 0x20,0x03,0x20,0x0C,0x20,0x10,0x20,0x20,0x20,0x40,0x20,0x80,0x20,0x80,0x00,0x00,/*"大",2*/
  48. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  50. 0x08,0x00,0x08,0x00,0x88,0x00,0x88,0xFC,0x88,0x44,0x88,0x44,0x88,0x44,0xFF,0x44,
  51. 0x88,0x44,0x88,0x44,0x88,0x44,0x88,0xFC,0x88,0x00,0x08,0x00,0x08,0x00,0x00,0x00,/*"吉",3*/
  52. /* (16 X 16 , 宋體 ) */



  56. };

  58. uchar code hehe[] = {
  59. 0x40,0x80,0x48,0x7E,0x48,0x10,0xFF,0x3F,0x48,0x44,0x48,0x44,0x00,0x40,0xF8,0x4F,
  60. 0x08,0x44,0x08,0x50,0xFF,0x49,0x08,0x46,0x89,0x49,0x6A,0x5C,0x00,0x40,0x00,0x00,/*"越",0*/
  61. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  63. 0x00,0x21,0x08,0x21,0x08,0x11,0x28,0x11,0xC8,0x09,0x08,0x05,0x08,0x03,0xFF,0xFF,
  64. 0x08,0x03,0x08,0x05,0x88,0x09,0x68,0x11,0x08,0x11,0x08,0x21,0x00,0x21,0x00,0x00,/*"來",1*/
  65. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  67. 0x40,0x80,0x48,0x7E,0x48,0x10,0xFF,0x3F,0x48,0x44,0x48,0x44,0x00,0x40,0xF8,0x4F,
  68. 0x08,0x44,0x08,0x50,0xFF,0x49,0x08,0x46,0x89,0x49,0x6A,0x5C,0x00,0x40,0x00,0x00,/*"越",2*/
  69. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  71. 0x44,0x00,0x54,0xFF,0x54,0x15,0x7F,0x55,0x54,0x95,0x54,0x7F,0x44,0x00,0x00,0x80,
  72. 0xFE,0x63,0x02,0x1C,0xF2,0x03,0x02,0x7C,0x02,0x80,0xFE,0x83,0x00,0xE0,0x00,0x00,/*"靚",3*/
  73. /* (16 X 16 , 宋體 ) */


  76. };

  78. unsigned char code hanzi[] = {


  81. 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*" ",0*/
  82. /* (8 X 16 , 宋體 ) */

  84. 0x08,0x02,0x08,0x01,0x89,0x00,0xEE,0xFF,0x98,0x80,0x00,0x43,0x7E,0x20,0x42,0x18,
  85. 0xC2,0x07,0x42,0x00,0x42,0x00,0xC2,0x3F,0x42,0x40,0x7E,0x40,0x00,0x78,0x00,0x00,/*"祝",1*/
  86. /* (16 X 16 , 宋體 ) */
  87. 0x00,0x08,0x00,0x04,0x7F,0x02,0x55,0xFF,0xD5,0x55,0x55,0x55,0x7F,0x55,0x00,0x55,
  88. 0xFF,0x7F,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x7F,0x55,0x00,0x41,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"瞿",2*/
  89. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  91. 0x82,0x00,0x62,0x00,0x2A,0xF8,0xAA,0xAA,0xAF,0xAA,0xAA,0xAA,0x2A,0xA8,0xFA,0xFB,
  92. 0x2A,0xA8,0xAA,0xAA,0xAF,0xAA,0xAA,0xAA,0x2A,0xF8,0xA2,0x00,0x62,0x00,0x00,0x00,/*"蕾",3*/
  93. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  95. 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*" ",4*/
  96. /* (8 X 16 , 宋體 ) */
  97. 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*" ",0*/
  98. /* (8 X 16 , 宋體 ) */

  100. 0x08,0x02,0x08,0x01,0x89,0x00,0xEE,0xFF,0x98,0x80,0x00,0x43,0x7E,0x20,0x42,0x18,
  101. 0xC2,0x07,0x42,0x00,0x42,0x00,0xC2,0x3F,0x42,0x40,0x7E,0x40,0x00,0x78,0x00,0x00,/*"祝",1*/
  102. /* (16 X 16 , 宋體 ) */
  103. 0x00,0x08,0x00,0x04,0x7F,0x02,0x55,0xFF,0xD5,0x55,0x55,0x55,0x7F,0x55,0x00,0x55,
  104. 0xFF,0x7F,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x7F,0x55,0x00,0x41,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"瞿",2*/
  105. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  107. 0x82,0x00,0x62,0x00,0x2A,0xF8,0xAA,0xAA,0xAF,0xAA,0xAA,0xAA,0x2A,0xA8,0xFA,0xFB,
  108. 0x2A,0xA8,0xAA,0xAA,0xAF,0xAA,0xAA,0xAA,0x2A,0xF8,0xA2,0x00,0x62,0x00,0x00,0x00,/*"蕾",3*/
  109. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  111. 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*" ",4*/
  112. /* (8 X 16 , 宋體 ) */
  113. 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*" ",0*/
  114. /* (8 X 16 , 宋體 ) */

  116. 0x08,0x02,0x08,0x01,0x89,0x00,0xEE,0xFF,0x98,0x80,0x00,0x43,0x7E,0x20,0x42,0x18,
  117. 0xC2,0x07,0x42,0x00,0x42,0x00,0xC2,0x3F,0x42,0x40,0x7E,0x40,0x00,0x78,0x00,0x00,/*"祝",1*/
  118. /* (16 X 16 , 宋體 ) */
  119. 0x00,0x08,0x00,0x04,0x7F,0x02,0x55,0xFF,0xD5,0x55,0x55,0x55,0x7F,0x55,0x00,0x55,
  120. 0xFF,0x7F,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x7F,0x55,0x00,0x41,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"瞿",2*/
  121. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  123. 0x82,0x00,0x62,0x00,0x2A,0xF8,0xAA,0xAA,0xAF,0xAA,0xAA,0xAA,0x2A,0xA8,0xFA,0xFB,
  124. 0x2A,0xA8,0xAA,0xAA,0xAF,0xAA,0xAA,0xAA,0x2A,0xF8,0xA2,0x00,0x62,0x00,0x00,0x00,/*"蕾",3*/
  125. /* (16 X 16 , 宋體 ) */

  127. 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*" ",4*/
  128. /* (8 X 16 , 宋體 ) */





  134. };                                                                        

  136. /*****函數(shù)聲明*****/
  137. void display1_ltor(void);
  138. void display2_ltor(void);
  139. void display2_rtol(void);
  140. void display3(void);
  141. void display4(void);






  148. /*****n（us）延時子程序*****/
  149. void DelayUs(uint N)
  150. {
  151. uint x;
  152. for(x=0; x<=N;x++);
  153. }

  155. /*****中斷服務(wù)程序*****/
  156. void intersvr0(void) interrupt 0
  157. {
  158. ;
  159. KY=~KY;      //每個搖動來回水銀開關(guān)會在擺幅兩端分別產(chǎn)生下降沿中斷，只提取其中一次（從左向右搖才顯示）
  160. if(KY==0)
  161. {
  162.    num++;     //計算中斷次數(shù)
  163.    switch(pic)      //選擇畫面
  164.    {
  165.         case 0:{display1_ltor();}break;
  166.     case 1:{display2_ltor();}break;
  167.     case 2:{display3();}break;
  168.     case 3:{display4();}break;
  169.     default:{display1_ltor();}  
  170.    }
  171. }

  173. }
  174. /*****顯示子程序1（漢字）*****/
  175. void display1_ltor(void)
  176. {
  177. uchar i;
  178. if(num>10){disp++;num=0;}     //12個漢字分為3次顯示完（每次顯示4個），每中斷10次切換
  179. if(disp>2)disp=0;
  180.   DelayUs(5200);     //此處延時時間依各硬件差別而各不相同，試著調(diào)整使得顯示內(nèi)容居中即可
  181. for(i=0;i<64;i++)
  182. {
  183.      P0=~hanzi[disp*128+i*2];
  184.      P2=~hanzi[disp*128+i*2+1];
  185.      DelayUs(100);
  186. }
  187. }

  189. /*****顯示子程序2（LOVE）*****/
  190. void display2_ltor(void)
  191. {
  192. uchar i;
  193. DelayUs(4000);
  194. for(i=0;i<64;i++)
  195. {
  196.      P0=~love[i*2];
  197.      P2=~love[i*2+1];
  198.      DelayUs(140);
  199. }
  200. }
  201. /*****顯示子程序3（心形圖案）*****/
  202. void display3(void)
  203. {
  204. uchar i;
  205.   DelayUs(4000);
  206. for(i=0;i<64;i++)
  207. {
  208.      P0=~loveyou[i*2];
  209.      P2=~loveyou[i*2+1];
  210.      DelayUs(120);
  211. }
  212. }

  214. /*****顯示子程序4（呵呵o(∩_∩)o圖案）*****/
  215. void display4(void)
  216. {
  217. uchar i;
  218. DelayUs(4000);
  219. for(i=0;i<64;i++)
  220. {
  221.      P0=~hehe[i*2];
  222.      P2=~hehe[i*2+1];
  223. ……………………

  225. …………限于本文篇幅 余下代碼請從51黑下載附件…………
復(fù)制代碼


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作者: join22life    時間: 2019-1-29 17:24
很感謝，中斷部分的說明
作者: 襄陽牛肉面    時間: 2019-2-25 11:02
6666，正好需要這個，拿走了謝謝樓主
作者: reg52    時間: 2019-3-12 14:33
為什么下載了打不開
作者: fgul799    時間: 2019-4-17 20:45
有沒有仿真部分？不知怎么弄仿真
作者: 邢世偉    時間: 2019-4-27 18:00
好東西，收藏了
作者: zongher    時間: 2019-11-7 22:27
好東西，收藏了 ！！！
作者: 會飛的蔥    時間: 2019-11-8 15:15
謝謝，拿走了，弄兩個給孩子玩
作者: wendygym    時間: 2019-12-1 15:03
上車啦謝謝老哥
作者: 562969678    時間: 2019-12-6 13:45
好東西，值得看看
作者: 大白菜啊    時間: 2020-1-10 14:29
好人一生平安
作者: smartsdp    時間: 2020-3-8 21:33
非常感謝
作者: 1977028324    時間: 2020-3-8 21:44
感謝樓主




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