【正文】 塊1 軟件設(shè)計(jì)思路在搖動(dòng)LED棒的時(shí)候單片機(jī)必須單程傳送數(shù)據(jù)否則顯示的圖形會(huì)產(chǎn)生重影，影響視覺(jué)效果。因此當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作后通過(guò)慣性開(kāi)關(guān)的位置來(lái)使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)單程傳送數(shù)據(jù)給LED。如果慣性開(kāi)關(guān)位于右邊，則進(jìn)入外部中斷1并將一變量置1。在變量為1期間讓單片機(jī)以一定的頻率將數(shù)據(jù)傳送給LED。如果慣性開(kāi)關(guān)位于左邊，則進(jìn)入外部中斷0并將變量置0,。在這期間單片機(jī)不會(huì)傳送數(shù)據(jù)給LED。在送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)送完后應(yīng)延時(shí)一段時(shí)間來(lái)使搖動(dòng)時(shí)顯示的每個(gè)字不會(huì)太擁擠。之后再立刻熄滅LED并開(kāi)始重新判斷慣性開(kāi)關(guān)的位置。 主程序流程圖通過(guò)軟件設(shè)計(jì)思路分析，得到該系統(tǒng)的主程序流程圖如下：開(kāi)始系統(tǒng)初始化開(kāi)關(guān)在左邊嗎？外部中斷T1外部中斷T0送數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)LED燈熄滅NY系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，內(nèi)部進(jìn)行初始化后，等待外部中斷。當(dāng)搖動(dòng)到指定位置時(shí)，由滾珠開(kāi)關(guān)出觸發(fā)外部中斷，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后開(kāi)始顯示。顯示完成返回主程序，等待下一個(gè)搖動(dòng)周期的到來(lái)。6 系統(tǒng)的硬件調(diào)試及軟件調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不可的，許多硬件故障是在調(diào)試軟件時(shí)才發(fā)現(xiàn)的。但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來(lái)調(diào)試的。其一般的調(diào)試過(guò)程如下： 常見(jiàn)的硬件故障（1）,邏輯錯(cuò)誤樣機(jī)硬件的邏輯錯(cuò)誤是由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加工過(guò)程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。這類(lèi)錯(cuò)誤包括：錯(cuò)線(xiàn)，開(kāi)路，短路等幾種，其中短路時(shí)最常見(jiàn)的故障。在印刷電路板布線(xiàn)密度高的情況下，極易因工藝原因造成短路。（2）,器件失效元器件失效的原因有兩個(gè)方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯(cuò)誤而造成的元器件失效，如電解電容，二極管的極性錯(cuò)誤，集成塊安裝方向錯(cuò)誤等。（3）,可靠性差引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔，接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞；內(nèi)部和外部的干擾，電源紋波系數(shù)過(guò)大，器件負(fù)載過(guò)大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線(xiàn)和布局的不合理等也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。（4）,電源故障若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線(xiàn)和插座不對(duì)應(yīng)，電源功率不足，負(fù)載能力差。 硬件調(diào)試方法（1）,脫機(jī)調(diào)試脫機(jī)調(diào)試是在電路板加電之前，先用萬(wàn)用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)線(xiàn)路的正確性，并核對(duì)元器件的型號(hào)，規(guī)格和安裝是否符合要求。應(yīng)特別注意電源的走線(xiàn)，防止電源之間的短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查拓展系統(tǒng)總線(xiàn)是否存在相互間的短路或其他信號(hào)線(xiàn)的短路。對(duì)于樣機(jī)所用的電源事先必須單獨(dú)調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值，負(fù)載能力，極性等均符合要求，才能加到系統(tǒng)的各個(gè)部件上。在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細(xì)檢查各地點(diǎn)電位是否正常，尤其應(yīng)注意單片機(jī)插座上的各點(diǎn)電位是否正常，若有高壓，聯(lián)機(jī)時(shí)將會(huì)損壞開(kāi)發(fā)機(jī)。（2）,聯(lián)機(jī)調(diào)試通過(guò)脫機(jī)調(diào)試可排除一些明顯的硬件故障。有些硬件故障還是要通過(guò)聯(lián)機(jī)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除。聯(lián)機(jī)前先斷電，把開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的仿真插頭插到樣機(jī)的單片機(jī)插座上，檢查一下開(kāi)發(fā)機(jī)與樣機(jī)之間的電源、接地是否良好。一切正常，即可打開(kāi)電源。通電后執(zhí)行開(kāi)發(fā)機(jī)讀寫(xiě)指令，對(duì)用戶(hù)機(jī)的存儲(chǔ)器、I/O端口進(jìn)行讀寫(xiě)操作、邏輯檢查，若有故障，可用示波器觀(guān)察波形。通過(guò)對(duì)波形的觀(guān)察分析，尋找故障原因，并進(jìn)一步排除故障。可能的故障有：線(xiàn)路連接上的邏輯錯(cuò)誤、有斷線(xiàn)或短路現(xiàn)象、集成電路失效等。 軟件調(diào)試方法軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊程序設(shè)計(jì)技術(shù)，則逐個(gè)模塊調(diào)試好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。如果采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，一般是逐個(gè)任務(wù)，下面進(jìn)一步予以說(shuō)明。對(duì)于模塊結(jié)構(gòu)程序，要一個(gè)個(gè)子程序分別調(diào)試。調(diào)試子程序時(shí)，一定要符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，即入口條件和出口條件。調(diào)試的手段可采用單步運(yùn)行方式和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過(guò)檢查用戶(hù)系統(tǒng)CPU的現(xiàn)場(chǎng)、RAM的內(nèi)容和I/O口的狀態(tài)，檢測(cè)程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。通過(guò)檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯(cuò)誤、機(jī)器碼錯(cuò)誤及轉(zhuǎn)移地址的錯(cuò)誤，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)用戶(hù)系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。在調(diào)試過(guò)程中不斷調(diào)整用戶(hù)系統(tǒng)的軟件和硬件，逐步通過(guò)一個(gè)個(gè)程序模塊。各程序模塊通過(guò)后，可以把各功能塊聯(lián)系起來(lái)一起進(jìn)行整體程序綜合調(diào)試。在這階段若發(fā)生故障，可以考慮各子程序在運(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)，緩沖單元是否發(fā)生沖突，零位的建立和清除在設(shè)計(jì)上有否失誤，堆棧區(qū)域有否溢出，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常，等等。若用戶(hù)系統(tǒng)是在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控程序下運(yùn)行時(shí)，還要考慮用戶(hù)緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試，這是因?yàn)閱尾竭\(yùn)行只能驗(yàn)證程序的正確與否，而不能確定定時(shí)精度、CPU的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問(wèn)題。待全部完成后，應(yīng)反復(fù)運(yùn)行多次，除了觀(guān)察穩(wěn)定性之外，還要觀(guān)察用戶(hù)系統(tǒng)的操作是否符合原始設(shè)計(jì)要求、安排的用戶(hù)操作是否合理等，必要時(shí)還要做適當(dāng)修正。對(duì)于實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序是由若干個(gè)任務(wù)程序組成，一般是逐個(gè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試某一個(gè)任務(wù)時(shí)，同時(shí)也調(diào)試相關(guān)的子程序、中斷服務(wù)程序和一些操作系統(tǒng)的程序。逐個(gè)任務(wù)調(diào)試好以后，再使各個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，如果操作系統(tǒng)中沒(méi)有錯(cuò)誤，一般情況下系統(tǒng)就能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在全部調(diào)試修改完成后，將用戶(hù)軟件固化于EPROM中，插入用戶(hù)樣機(jī)后，用戶(hù)系統(tǒng)即能離發(fā)機(jī)獨(dú)立工作，至此系統(tǒng)研制完成。 本次設(shè)計(jì)中，具體調(diào)試過(guò)程在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，分析實(shí)驗(yàn)所涉及的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，查閱身邊的資料，并根據(jù)自己以前所學(xué)的理論知識(shí)，有了大概設(shè)計(jì)框圖后，在PROTEL中畫(huà)出原理圖，然后根據(jù)原理圖分析模塊焊出電路板，并對(duì)模塊進(jìn)行測(cè)試。 第一步，測(cè)試LED顯示電路和S51單片機(jī)最小系統(tǒng)。首先測(cè)試LED，輸入一個(gè)簡(jiǎn)單程序,發(fā)現(xiàn)有一個(gè)LED不亮，于是檢查該LED的引腳，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路斷了，接好后LED亮了。于是輸入搖搖棒程序，但LED燈不閃，猜測(cè)是數(shù)碼管芯片與插槽接觸不良的問(wèn)題，就把插槽重新焊接，之后，再次檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有時(shí)閃爍有時(shí)燈不亮。說(shuō)明不是插槽的問(wèn)題，于是反復(fù)檢查最小系統(tǒng)模塊，通過(guò)用電壓表最數(shù)碼管的每個(gè)引腳進(jìn)行高低電平測(cè)試，最總發(fā)現(xiàn)原來(lái)是接線(xiàn)問(wèn)題，即是一根線(xiàn)忘了連接。使得硬件與軟件的設(shè)置不匹配，從而導(dǎo)致了LED顯示不正常。改正后重新測(cè)試。手動(dòng)搖晃可呈現(xiàn)圖像。第二步，測(cè)試驅(qū)動(dòng)電路，該模塊完好。第三步，軟件測(cè)試。在軟件方面，改部分主要調(diào)延時(shí)函數(shù)，調(diào)試過(guò)程簡(jiǎn)單但費(fèi)時(shí)。于是，多次耐心嘗試后軟件調(diào)試才成功，能夠完整并較為清晰地完整圖像，最終，實(shí)現(xiàn)搖搖棒功能。結(jié)束語(yǔ)在趙老師的指導(dǎo)下，通過(guò)幾周的時(shí)間完成了搖搖棒的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)以水銀開(kāi)關(guān)和單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用為背景，介紹了以單片機(jī)為核心顯示設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)和基本原理。 本次將使用單片機(jī)對(duì)搖動(dòng)顯示進(jìn)行實(shí)例化，設(shè)計(jì)一個(gè)LED搖動(dòng)顯示器來(lái)顯示文字、圖像等信息。掌握利用AT89S52型單片機(jī)對(duì)發(fā)光二極管陣列進(jìn)行搖動(dòng)控制的方法。輸出信號(hào)頻率的控制通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，用水銀開(kāi)關(guān)擺動(dòng)狀態(tài)和16個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行不同頻率的亮滅刷新，通過(guò)手動(dòng)搖動(dòng)可顯示輸出文字及圖案等信息。當(dāng)進(jìn)行搖動(dòng)時(shí)，由于人的視覺(jué)暫留原理，會(huì)在發(fā)光二極管搖動(dòng)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)視覺(jué)平面，在視覺(jué)平面內(nèi)的二極管通過(guò)不同頻率的刷新，會(huì)在搖動(dòng)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達(dá)到在該視覺(jué)平面上傳達(dá)信息的作用。 設(shè)計(jì)具有市場(chǎng)前景，可滿(mǎn)足各種大型演出、集會(huì)、游行等宣傳需要，為人們的生活提供便利，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了編寫(xiě)程序，焊接電路板，增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力，為以后參加工作打下了堅(jiān)實(shí)的基