搖搖棒課程設(shè)計(基于at89c51單片機)-文庫吧
2025-10-02 16:37 本頁面
【正文】 使顯示的圖案清晰、明了，我們選擇方案二，經(jīng)過比較，使用藍色的 3 LED 使得 顯示 畫面更為明顯、突出，使用 3 節(jié) 電池為其供電，提供足夠的電流。 外部中斷信號產(chǎn)生方式 通過 外部中斷可以控制數(shù)據(jù)開始傳輸?shù)臅r刻。選擇好外部中斷 來源 是本次制作的難點及重點。 方案一：使用慣性開關(guān)。通過搖晃使得慣性開關(guān)的擺桿與焊接的左右兩個觸點接觸，利用這種接觸產(chǎn)生的電平變化來觸發(fā)中斷，結(jié)合軟件控制顯示，制作簡單，使用方便。 方案二 ：使用光遮斷器。在棒上裝一個可以擺動的用來遮擋光遮斷器光線的細桿，細桿每左右擺動一次這個桿就會通過一次光遮斷器，發(fā)生電平變化。同樣通過這種電平變化，結(jié)合軟件控制顯示。 本次設(shè)計中產(chǎn)生的中斷是為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單程傳輸。如果使用光遮斷器， 其觸發(fā)單片機的時刻處于正中間 ，不能解決畫面因為返回與原來圖片重疊的現(xiàn)象。而使用慣性開關(guān)，因為在左右都有觸點，所以很容易的在往返途中產(chǎn)生兩次中斷，方便指令控制，所以選擇使用方案一。 抗重影方案的選擇 方案一：使用外部中斷控制數(shù)據(jù)傳輸時刻。外部中斷信號由慣性開關(guān)產(chǎn)生，觸發(fā)方 式為下降沿觸發(fā)。慣性開關(guān)左右兩邊的觸點分別與單片機兩個外部中斷接口相連，默認為高電平，搖動的擺桿接地。慣性開關(guān)處于不同位置進入不同的中斷，從而決定何時送數(shù)據(jù)。該方案簡單易行，可以保證數(shù)據(jù)是單程傳輸?shù)模苊饬酥赜?。不搖動時把慣性開關(guān)處在左邊就可以使 LED 棒熄滅，可以達到省電的效果。 方案二：使用定時器與外部中斷。 當我們在擺動手臂的時候，短時間內(nèi)擺動位置和左右幅度不會有太大變化，利用我們手臂的這個運動規(guī)律，只要能得到棒從一側(cè)擺動到另一側(cè)的時間，然后把這個時間分成 N份，在每一份的時間里顯示不同的花樣就能實現(xiàn)圖形 的顯示。設(shè)計中搖動的擺子與左右兩個觸點接觸各一次的時間可以通過外部中斷和定時器計算出來，然后用 單片機的 另一個定時器 T1，其定時時間是 T0 的 N 分之一，每次中斷依次顯示一列，就可以得到預(yù)期顯示的圖案了。該方法可以控制搖動頻率低的時候不顯示圖形。但程序的穩(wěn)定性不高，圖形之間的間隔不易確定，只要電源開關(guān)開著 LED始終是點亮的 。 本次設(shè)計要求顯示的字符長度較短， 使用 方案一 中的外部中斷方法 只要控制好延時就可以達到完整顯示圖案的 目的， 而且 方案一中只使用了外部中斷，它所占用的內(nèi)存比方案二中既使用外部中斷又使用 兩個定時器所 占用 的 單片機資源要少 ，所以選擇使用方案一。 三、 系統(tǒng) 硬件 設(shè)計 經(jīng)過分析論證，我們決定了系統(tǒng)各模塊的最終方案，流程圖如下： 4 圖 2： LED 顯示棒系統(tǒng)原理框圖 整套系統(tǒng)以 AT89S52 單片機為核心控制系統(tǒng)，使用 32 只 LED 燈作為顯示屏，其中前 24 只直接與單片機 I/O 口相連，后 8 只由一個 74HC595 控制。當慣性開關(guān)觸發(fā)中斷 T1 時，單片機向 32 只 LED 傳送數(shù)據(jù)，依據(jù)人體的視覺暫留原理，隨著顯示棒的擺動前進，輸出數(shù)據(jù)的列也不會立刻消失而是隨著擺動逐漸顯示在了形成的 扇形區(qū)域 。（整體電路圖 見附錄圖 1） 按鍵模塊 使用一個按鍵對顯示的所有內(nèi)容進行切換，通過按鈕按下的次數(shù)確定顯示的內(nèi)容。 LED 顯示模塊 首先，我們根據(jù) LED 點陣屏的顯示原理：點陣屏的顯示分為行掃描與列掃描兩種，列掃描是將我們的字模數(shù)組通過點陣屏的行驅(qū)動進行輸入，然后通過列對每一行進行掃描，當列 為低（高）電平、 行 為高（低）電平 時則表示該點為圖案的一部分，將其讀出、顯示。它的順序可以總結(jié)為：行不斷的送數(shù)據(jù)，每送完設(shè)置的信息后列進行讀取，然后行再次送數(shù)據(jù)，列再次讀取??依次循環(huán)下去，一幅完整的圖案就 顯示在了顯示屏上。 而本次設(shè)計的 LED 顯示棒數(shù)據(jù)傳輸原理與 LED 點陣屏 相似?？梢园?LED顯示棒看成是 LED 點陣屏中的一列。為了使顯示的 圖案清晰 ，我們使用了 32個 LED 管將它們排成一列，整個屏在靜止時也就相當于 32
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