LED摇摇棒设计与制作技术报告材料.doc

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1、成绩课程论文题目：LED摇摇棒设计与制作学生：勇学生学号：1008030328系别：电气信息工程专业：电子信息工程年级：10级任课教师：朱士永LED摇摇棒设计与制作勇1008030328电气信息工程学院电子信息工程（3）2012年10月设计主要容和完成功能：LED摇摇棒很好地利用了人眼的视觉暂留特性。基于51单片机控制、16只高亮度LED发光二极管构成的摇摇棒，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、图片等。16只LED发光管作为画面每一列的显示，左右摇晃起到了扫描的作用，人眼的视觉暂留现象使得看到的是一

2、幅完整的画面。与LED点阵的显示有几分相仿。摘要本设计以AT89C2051单片机为中央控制器，显示棒摇动时显现的字符或图形由LED灯显示，LED灯成线状排列，每个瞬间线阵只能显示数字编码后的文字或图形的一列，利用人眼的视觉暂留原理，将需要显示的字符或图形分成64列（，一般人手左右摆动的频率为几赫兹到十几赫兹，因此，通过单片机控制LED线阵以一较低频率扫描显示字符或图形的每一列，摆动显示棒时即可因视觉暂留看出显示的字符或图形；左右摆动一次通过端口电平变化，调用相应的显示子程序，字符切换通过外部中断实现，该系统设计对程序设

3、计的要求较硬件电路要高。整套系统由中央控制模块、LED显示模块、供电模块等部分构成。目录1、系统概述----------------------------------------52、硬件设计----------------------------------------62.1单片机选择------------------------------------62.2外部中断信号产生方式---------------------------62.3LE显示模块-----------------------------

4、------82.单片机最小系统的设计----------------------------93软件设计----------------------------------------104系统调试----------------------------------------115结束语------------------------------------------116参考文献----------------------------------------117附录----------------------

5、----------------------121、系统概述本系统要求设计一个LED显示棒，它主要是由中央控制部分、LED显示部分以及电源部分组成，如图1-1所示，图1-1系统组成部分单片机提取的字模进行存储，当接收到指令时单片机就讲字模代码通过I/O口输出，使LED点亮，利用视觉停留原理最终使图案显示在摆动的显示屏中。2、硬件设计2.1单片机选择选用单片机AT89C2051作为扫描显示控制核心，由其直接控制LED线阵的显示,并外加扫描控制开关控制字符或图形的扫描显示。该方案线路简单，扫描控制开关可选择机械开关或编码开

6、关或滚珠开关，在基于单片机的LED显示摇摇棒的设计,显示棒摇摆时接通线路控制单片机扫描输出字符或图形的列编码信号；单片机外另接有中断控制按钮用以切换不同字符或图形的显示，LED线阵采用普通三极管驱动。此方案的优点是：单片机C51的端口较多，可实现显示数据并行传输，速度较快，且外围电路简单，调试较方便。缺点是：单片机使用的晶振频率较大，软件不易实现对计数的控制。2.2外部中断信号产生方式通过外部中断可以控制数据开始传输的时刻。选择好外部中断来源是本次制作的难点和重点。方案一：使用滚珠开关。通过摇摆使得滚珠开关中的滚珠与两

7、个触点接触，利用这种接触产生的电平变化来触发中断，结合软件控制显示，制作简单，使用方便。方案二：使用遮光器。在摆棒上安装一个可以摆动的用来遮挡光遮断器光线的细杆，细杆每左右摇摆一次这个杆就会通过遮光器，发生电平变化。同样通过这种电平变化，结合软件控制显示。本次设计的中断时为了实现数据的单程传输。如果使用遮光器，其触发单片机的时刻处于正中央，不能解决图片因为返回与原来图片重叠的现象。而使用滚珠开关因为在左右都有触点，所以很容易在往返途中产生中断，从而选择方案一经过分析论证，我们决定了系统各模块的方案，流程图如3-1图3-

8、1系统流程图整体系统以AT89C2051单片机为中央控制器使用16只LED等作为显示屏。当滚珠开关触发中断时，单片机向16只LED传送数据，依据人体额视觉暂留原理，随着显示棒的摆动前进，输出数据的列是不会立刻消失而是随着摆动逐渐显示在形成的扇形区域。整体电路图3-2所示。图3-22.3LED显示模块首先我们根据LED点阵屏的显示原