瑤瑤棒實驗報告

1、1本設計課題來源及應達到的目的： 設計內(nèi)容：電子瑤瑤棒達到的目的：通過這次學習，首先要熟悉單片機功能；熟練使用keil和protel99se軟件；對C語言編程和萬用板的制作過程有一個詳細的了解；熟悉制作產(chǎn)品的整個流程；通過查找資料、整合資料和制作產(chǎn)品，來提高自己的自學能力和動手能力。  專 業(yè) 技 能 實 訓 任 務 書2本設計課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 內(nèi)容和要求： 基于單片機的搖搖棒設計，內(nèi)容要求如下： 1.使用LED

2、作為顯示輸出。 2.使用AT89S52單片機作為主控芯片，采用水銀開關作為中斷源，產(chǎn)生中斷。 3.當左右搖晃時能夠產(chǎn)生中斷，并能穩(wěn)定執(zhí)行中斷服務程序。 4.當沒有觸動圖案切換按鍵時，會間斷地顯示幾個固定的字符或圖案。5.當觸動圖案切換按鍵時，能夠切換到某一個固定的字符或圖案上。摘 要本設計以AT89S52單片機為中央控制器，搖搖棒搖動時顯現(xiàn)的字符或圖形由LED燈顯示。LED燈成線狀排列，將需要顯示的字符或圖形分成64列，每個瞬間線陣只能顯示字編碼后的文字或圖形的一列，利用人眼的視覺暫留原理，可以完整地呈現(xiàn)出整個圖形或字符。一般人手左右擺動的頻率為兒赫茲到

3、十幾赫茲，因此，通過單片機控制LED線陣以一較低頻率掃描顯示字符或圖形的每一列，擺動顯示棒時即可因視覺暫留看出顯示的字符或圖；左右擺動一次即擺動的方向改變一次，通過水銀開關產(chǎn)生中斷，調(diào)用相應的顯示中斷子程序。字符切換通過外部中斷實現(xiàn)，該系統(tǒng)設計對程序設計的要求較硬件電路要高。整套搖搖棒系統(tǒng)由中央控制模塊、LED顯示模塊、供電模塊等部分構成。關鍵詞：搖搖棒，LED目   錄  專 業(yè) 技 能 實 訓 任 務 書1 摘要1 緒論3 第1章&

4、#160;總體方案設計5 1.1 整體方案設計51.2 主要元器件的原理.6 第2章 系統(tǒng)的設計和制作. .9 2.1 硬件設計9 2.2 軟件設計10 結論12 致謝12 緒論     隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對精神生活的追求也愈加強烈，在娛樂方面也多元化，其中電子產(chǎn)品占了其中相當大的一部分。一件好的電子產(chǎn)品總能給人們帶來耳日一新的感受。而現(xiàn)代工具務求簡捷化、便攜化，因此，搖動顯示裝置的到來，必將會給人們帶

5、來一種新的視覺沖擊。   “搖動顯示裝置”，俗稱“搖搖棒”，是基于人的視覺暫留原理的，通過分時 刷新16個發(fā)光二極管來顯示輸出文字或圖案等信息的顯示裝置。輸出信號頻率 的控制通過單片機來實現(xiàn)，用搖動傳感器檢測當前搖動狀態(tài)。當進行搖動時，由于人的視覺暫留原理，會在發(fā)光一極管搖動區(qū)域產(chǎn)生一個視覺平面，在視覺平面內(nèi)的二極管通過不同頻率的刷新，會在搖動區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達到在該視覺平面上傳達信息的作用。其結構及原理圖如圖：           

6、;     實習目的： 1、非常重要的實踐教學環(huán)節(jié)；2、培養(yǎng)理論知識與生產(chǎn)實際相結合的能力；3、了解單片機技術；4、鍛煉實際動手能力，掌握電子線路焊接、裝配的基本技能；5、了解并掌握本專業(yè)軟硬件設計的一此基本問題； 6、提高團隊合作能力。 設計功能要求：1.靜態(tài)的時候發(fā)光二極管能夠正常閃爍；2.搖動的時候可以正確顯示文字或圖形；3.顯示“*”字樣；4.顯示“*”字樣；5.顯示動畫心跳圖樣；6.按鍵可以切換不同畫面；  7、自動轉(zhuǎn)換圖形，輪流顯示并循環(huán)。此次設計主要技術問題有： 1.單片

7、機控制（漢字取模）；2.萬用板制板； 3. 外部中斷的產(chǎn)生等。 問題解決的方法： 1、程序的編寫     參考了網(wǎng)上一些資料，在完全理解后，再然后再根據(jù)自己的實際情況做出一些修改。我們通過了解漢字取模軟件的原理后，再根據(jù)實際的硬件電路，再做出適當修改后得到了自己需要漢字的代碼。 2、萬用板制作     運用protel99se軟件，根據(jù)板子的要求，畫出原理圖，在無誤的情況下，在用萬用板制作。其中遇到的問題主要是通過參考電子線路CAD、網(wǎng)上搜索和觀看教學視頻

8、解決的。 3、外部中斷的產(chǎn)生 通過網(wǎng)上查找資料，我們在理解其工作原理的前提下，最終確定水銀開關最適合作該產(chǎn)品的中斷產(chǎn)生源。第一章  總體方案設計 1.1 整體方案設計     在確定制作該產(chǎn)品的時候。首先要考慮的是整個棒體的制作，考慮到自己在學校里，身邊有一些便捷的設備條件例如：打印機、熱轉(zhuǎn)印機和打孔機等設備。我們最終確定采用萬用板萬用板子不僅可靠、美觀，也可以在制作的過程中再次熟悉keil和protel99se軟件。  其次要考慮的是如何供電的問題。開始我們想到了

9、的是USB接口電源，雖然可以減小板子的體積，但是考慮到在搖動的過程中電源線可能有所干擾，我們想到用電池來供電。為了16個高亮度LED能正常工作，考慮到電池供電時間及電壓匹配的問題，我們最終確定使用四節(jié)七號（七號更節(jié)省空間）干電池。這樣一來將電池盒放在電路板下方，順便可以將電池盒部分作為手持部分。  最后考慮的是LED顯示的問題。由于棒體通過往復擺動來顯示字符、圖案，所以必須準確的在棒體每次開始擺動的瞬間讓單片機運行程序。我們選擇了單片機的外部0中斷方式，所要運行的程序作為中斷服務程序出現(xiàn)。我們選擇了水銀開關作為觸發(fā)開關，來提供中斷源。為了能控制顯示不同的字符、圖案，我們特地

10、增加了一個按鈕開關，這樣一來操作者就可自行切換所顯示字符和圖案，增強了作品的可玩性。其模塊圖如下：   1.2主要元器件的原理 1.2.1 單片機最小系統(tǒng) AT89S52單片機最小系統(tǒng)是使單片機正常工作所需的最基本的環(huán)境，其主要由單片機芯片、晶振和電容組成。其圖示如下: 1.2.2復位電路 為確保單片機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分。本設計復位電路采用常見的手動復位和上電自動復位。手動按鈕復位需要人為在復位輸入端RST上加入高電平。上電自動復位是利用電解電容在上電后，電容兩端電壓不能突變的原理，對電路起到

11、一個保護的作用。其圖示如下：              1.2.3 水銀開關的原理  水銀是一種液態(tài)的金屬，水銀開關就是利用了水銀的流動性和導電性。  因為重力的關系，水銀水  珠會隨容器中較低的地方流去，如果同時接觸到兩個電極的話，開關便會將電路閉合，開啟開關。我們將水銀開關放在棒體的頂端，在搖動棒提的過程中由于離心力的關系，水銀珠會離開兩個電極，當方向改變時，由于速度的下降會是水銀珠

12、落到管體的底端然后就會閉合電路。 注意：水銀對人體及環(huán)境均有毒害，因此使用水銀開關時，請務必小心謹慎，以免破出；在不再使用時，也應該妥善處理。 1.2.4 LED 模塊       由于搖搖棒在搖動過程中閃爍非?？欤胀炼鹊陌l(fā)光二極管己經(jīng)不能滿足本設計的要求。因此，為保證其能夠清晰顯示文字和圖像，所用的LED發(fā)光二極管必須是高亮的。在本設計中，我們通過兩種手段來提高亮度，首相是我們使用4節(jié)7號電池，能夠提供足夠的電量，其次就是發(fā)光二極管采用共陽接法，提高了點亮時通過LED的電流。其圖

13、示如下：第二章  系統(tǒng)的設計和制作 本系統(tǒng)包括單片機控制模塊，開關及電源模塊和LED輸出顯示模塊三個部分。 單片機控制模塊由Kei1 C進行編寫，實現(xiàn)起來簡單，主要有兩部分，一個是巾斷服務部分一個是字符點陣。開關及電源模塊采用4節(jié)7號電池供電并配合水銀開關使用。輸出顯示模塊采用16個LEB燈，在版上一字排開。 2.1硬件設計      硬件連接上用水銀開關產(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)用中斷服務程序，定時點亮特定的LED發(fā)光二極管。下圖是電路圖( 

14、;protel99se原理圖和PCB板圖) ：電路板原理圖2.2軟件設計         在搖動LED棒的時候單片機必須單程傳送數(shù)據(jù)否.則顯示的圖形會產(chǎn)生重影，影響視覺效果。因此當系統(tǒng)開始通過判斷水銀開關中斷的次數(shù)來使單片機實現(xiàn)一單程送數(shù)據(jù)給LED。在送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)送完后應該延時一段時間來使搖搖棒顯示的每個字不會太擁擠。軟件設計的流程如下： 漢字取模軟件是一款對字符進行處理的軟件，他可以方便的提取出所需要的數(shù)組信息。在使用該軟件的時候，需要根據(jù)自己制作的板子中LED的連接方式來對軟件進行一些設置。圖示如下： 結論  本次設計的趣味搖搖棒，完成了設計任務書中的基本要求。本設計在對電路基本參數(shù)進行合理計算的基礎上達到了較好的設計效果。 在這次的趣味搖搖棒的課程設計當中，開始的時候遇到了很多的問題和麻煩，比如protel99se軟件的使用的一些細節(jié)