基于視覺暫留原理的搖動顯示裝置

1、基于視覺暫留原理的搖動顯示裝置                                    劉慶宇            

2、;            黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院05電氣摘要：“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32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(dāng)前搖動狀態(tài)。當(dāng)進行搖動時，由于人的視覺暫留原理，會在發(fā)光二極管搖動區(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(dá)到在該視覺平面上傳達(dá)信息的作用。關(guān)鍵字：單片機；搖搖棒；發(fā)光二極管 ；搖動前言：隨

3、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，對信息的渴求已成為了人們必不可少的需要，更加簡捷與新穎的信息傳遞方式無疑會給人們帶來耳目一新的感受。而現(xiàn)代工具務(wù)求簡捷化、便攜化，因此，搖動顯示裝置的到來，必將會給人們帶來一種新的方便的文化傳遞方式。一、系統(tǒng)硬件系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在3個部分：(1)單片機控制（STC12C2052）本裝置采用了STC12C2052單片機，它支持直接通過串口線下載程序，對于本設(shè)計而言，顯示文字需經(jīng)常改變，STC12C2052方便許多，因此選擇STC12C2052作為本設(shè)計所用的單片機。（2）顯示功能。（D1D32）信息傳遞主要由顯示來完成，本設(shè)計顯示功能由3

4、2個發(fā)光二極管來完成。32個發(fā)光二極管分為4組，以共陽的方式連接，共用P1口作為數(shù)據(jù)輸出口。另外4條I/O口作為段選，通過三極管選通相應(yīng)段。（3）傳感器系統(tǒng)。（S2）硬件傳感器主要為搖動傳感器，本設(shè)計的搖動傳感器由滾珠開關(guān)構(gòu)成。可選搖動開關(guān)有水銀搖動開關(guān)和滾珠開關(guān)兩種。水銀搖動開關(guān)穩(wěn)定性較高，但容易發(fā)生破裂，水銀外泄，安全性較差。滾珠開關(guān)穩(wěn)定性稍差，但不容易損壞，安全度很高?？紤]到實際應(yīng)用環(huán)境，故選用滾珠開關(guān)作為系統(tǒng)的搖動傳感器。由滾珠開關(guān)帶來的不穩(wěn)定性可以通過軟件進行彌補。          

5、  圖1：滾珠開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖另外D_B1和D_B2為裝飾用的藍(lán)色發(fā)光二極管，J1為串口，供下載程序用。J2和J3為電池盒插座。                                      

6、0;    圖2：系統(tǒng)硬件原理圖二、系統(tǒng)軟件系統(tǒng)開始運行，內(nèi)部進行初始化后，等待外部中斷。當(dāng)搖動到指定位置時，由滾珠開關(guān)出觸發(fā)外部中斷，再經(jīng)過一段時間延時后開始顯示。顯示完成返回主程序，等待下一個搖動周期的到來。程序清單如下：#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define out P1 /數(shù)據(jù)輸出端口sbit led1=P32; /第1組LEDsbit led2=P34; /第2組LEDsbit led3=P35; /第3組LEDsbit led

7、4=P37; /第4組LEDuchar code disp_tab=0xFF,0xFF, 0x0F,0xFF,0xFF,0x9F, 0xFF,0xFF,0xFF,0xCF, 0x00,0x80,0xFF,0xE7, 0x00,0x80,0xFF,0xF3, 0xEF,0xFF,0xFF,0xF8, 0xDF,0xFF,0x00,0xFC, 0x8F,0x9F,0x00,0xFE, 0x81,0x9C,0x7F,0xFC, 0xE1,0x9C,0xFF,0xF9, 0xE7,0x9C,0xFF,0xF3, 0x00,0x80,0xFF,0xE7, 0x00,0x80,0xFF,0xCF, 0xE

8、7,0x9C,0xFF,0x9F, 0xE7,0x9C,0xFF,0xDF, 0xE7,0x9F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF, 0xFF,0xDF, 0xFF,0xF7,0xCF,0xCF, 0xE7,0xE7,0xCF,0xE7, 0xE7,0xF3,0xCF,0xF7, 0xE7,0xF9,0xCF,0xE3, 0x67,0xF0,0xCF,0xC9, 0x27,0xF2,0xCE,0xDC, 0x07,0xF3,0x48,0x9E, 0x00,0x80,0x09,0x9F, 0x00,0x80,0x8F,0x9F, 0x27,0xF3,0x8F,0x9F, 0x67,0xF2

9、,0xCF,0x9F, 0xE7,0xF0,0xCF,0x9F, 0xE7,0xF9,0xCF,0x9F, 0xE7,0xF3,0xFF,0x9F, 0xE7,0xF7,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF, 0xFF,0xFD, 0xFF,0xFF,0xE7,0xFC, 0xFF,0xFD,0x64,0xFE, 0xBB,0x85,0x20,0x80, 0x2A,0x85,0x01,0x80, 0x28,0xD4,0x47,0xFC, 0xA9,0xD4,0x3F,0x99, 0xAB,0xD5,0xB3,0xCF, 0x03,0xD4,0xF3,0xE3, 0x03,0xD4,0x03,

10、0xF0, 0xA9,0xD5,0x03,0x9C, 0xA8,0xD4,0xF3,0x9F, 0x2A,0x84,0xF3,0x8F, 0x2B,0x85,0x03,0xC0, 0xBB,0xFD,0x03,0xE0, 0xFF,0xFD,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF; void delay(n); /延時子程序void display(); /顯示子程序void main()EX1=1; /開放外部中斷1IT1=0; /中斷1為邊沿觸發(fā)方式EA=1;while(1); void display()uchar i,n;n=0; /初始化數(shù)據(jù)表計數(shù)for(i=0;i<48;i+

11、) /共顯示16*3=48列out=0xff; /清顯示led4=1; /關(guān)閉第4組LEDled1=0; /開啟第1組LEDout=disp_tabn+; /輸出數(shù)據(jù)到LEDdelay(20); /延時out=0xff; /清顯示led1=1; /關(guān)閉第1組LEDled2=0; /開啟第2組LEDout=disp_tabn+; /輸出數(shù)據(jù)到LEDdelay(20); /延時out=0xff; /清顯示led2=1; /關(guān)閉第2組LEDled3=0; /開啟第3組LEDout=disp_tabn+; /輸出數(shù)據(jù)到LEDdelay(20); /延時out=0xff; /清顯示led3=1; /關(guān)閉

12、第3組LEDled4=0; /開啟第4組LEDout=disp_tabn+; /輸出數(shù)據(jù)到LEDdelay(20); /延時void delay(n)uchar i;for(;n>0;n-)for(i=0;i<7;i+);void int1() interrupt 2 /使用外部中斷1uint i=5000; /延時一段時間開始顯示out=0xff;while(i-);display(); /顯示三、“pctolcd2002”軟件使用方法程序中“字符點陣數(shù)據(jù)表”中的數(shù)據(jù)是由“pctolcd2002”軟件生成的，下面介紹使用pctolcd2002生成3個×2行的漢字點陣數(shù)據(jù)

13、的方法：1、啟動pctolcd2002軟件，“模式”設(shè)為“字符模式”。字寬和字高設(shè)為16*16?！斑x項”中的“自定義格式”選擇“C51”格式。其它默認(rèn)即可。2、輸入第一行的三個（或四個）漢字，生成字模。例如：0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x110x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x220x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x333、將字模保存好，輸入第二行的三個（或四個）漢字，生成字模。例如：0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x440x55,0x

14、55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x550x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x664、由于搖搖棒是逐列掃描，需要將同一列上下兩行16位的數(shù)據(jù)組成一列32位數(shù)據(jù)。按上面的數(shù)據(jù)，組合后為：0x11,0x11,0x44,0x44,0x11,0x11,0x44,0x44,0x11,0x11,0x44,0x44,0x11,0x11,0x44,0x44,0x22,0x22,0x55,0x55,0x22,0x22,0x55,0x55,0x22,0x22,0x55,0x55,0x22,0x22,0x55,0x55,0x33,0x33,0x66,0x66,0x33,0x33,0x66,0x66,0x33,0x33,0x66,0x66,0x33,0x33,0x66,0x66;5、將數(shù)據(jù)替換，如每行顯示4個漢字則修改程序 for(i=0;i<48;i+)為 for(i=0;i<64;i+)四、結(jié)論本文以傳感器和單片機的實際應(yīng)用為背景，介紹了以單片機和傳感器為核心系統(tǒng)搖動傳感器和顯示設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)和基本原理。本文將使用單片機對搖動顯示進行實例化，設(shè)計一個LED搖動顯示器來顯示文字、圖像等信息。掌