基于单片机的神奇摇摇棒毕业论文

目录1绪论.......................................................01.1概述.....................................0矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。1.2摇摇棒的基本原理.........................0聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1.3研究现状.................................1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.4设计目的和意义...........................2酽锕极額閉镇桧猪訣锥。1.5设计要求.................................2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.6设计思路.................................2謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。2.神奇摇摇棒硬件设计............................3厦礴恳蹒骈時盡继價骚。2.1硬件电路设计基本结构.....................3茕桢广鳓鯡选块网羈泪。2.2主控电路设计说明.........................5鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2.3STC89C52单片机简介......................6籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.3.1STC89C52芯片.......................6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.4LED基本介绍.............................8渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.4.1LED硬件电路........................8铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.4.2LED内部结构及原理..................9擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.4.3时钟电路...........................10贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.4.4复位电路...........................11坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.5开关电路................................12蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。3.神奇摇摇棒软件设计...........................14買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。3.1开发环境................................14綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.2汉字图形取模软件........................15驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.3主程序流程图............................16猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。4.神奇摇摇棒系统的实现和结果...................19锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。4.1硬、软件分别调试及联合调试..............19構氽頑黉碩饨荠龈话骛。4.1.1硬件调试...........................19輒峄陽檉簖疖網儂號泶。4.1.2软件程序调试.......................20尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4.1.3联合调试...........................21识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。4.2摇摇棒实物效果展示......................21凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。结论.........................................23恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。致谢.........................................25鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。参考文献.......................................26硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。附录...........................................27阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。·0·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：氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。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·1·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。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。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。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。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·2·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。谚辞調担鈧谄动禪泻類。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。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。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。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。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。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。·3·2.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。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。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。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。·4·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。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。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·5·2.2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。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。图2.3单片机系统·6·2.3STC89C52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。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。2.3.1STC89C52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。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-FlashProgramableandErasableReadOnlyMemory）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。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。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；裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。（2）工作电压：5.5v~3.3v(5v单片机)/3.8v~2.0v(3v单片机)；·7·（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；仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。（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·8·3、STC89C52主要功能STC89C52主要功能如下表2-1所示。主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写FlashROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断