基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)

PAGE本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)題目基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)PAGEII畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)號(hào)姓名主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：主要內(nèi)容：1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定系統(tǒng)的總體框圖。2.了解掌握單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)。3.熟悉水銀開關(guān)和集成電路的要求。4.根據(jù)系統(tǒng)的要求繪制系統(tǒng)硬件電路圖，進(jìn)行部分軟件功能的設(shè)計(jì)?；疽螅?.設(shè)計(jì)搖搖棒的總體方案與硬件設(shè)計(jì)。2.繪出總體程序流程圖和模塊化設(shè)計(jì)，并作相關(guān)程序編譯。3.對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試，模擬電路的工作過程。主要資料：現(xiàn)代化單片機(jī)技術(shù)與系統(tǒng)、單片機(jī)匯編語(yǔ)言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及其應(yīng)用。完成期限：指導(dǎo)教師簽名：評(píng)審小組負(fù)責(zé)人簽名：2011年10月30日

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告表課題名稱基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)機(jī)電一體化開題報(bào)告內(nèi)容：一、課題來源：指導(dǎo)老師指定題目。二設(shè)計(jì)目的：本次設(shè)計(jì)制作的是一個(gè)顯示棒，基本要求就是小巧、輕便，所以要將單片機(jī)的系統(tǒng)板簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。通過本次的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)的深刻理解，提高設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。設(shè)計(jì)特點(diǎn)：（1）吸引力強(qiáng)。（2）以LED電子燈顯示，圖案顯示清晰、高貴，可顯示多幅圖案。（3）可多次使用，降低浪費(fèi)。（4）亮度高，視角更大，可視距離更遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)思路：（1）利用單片機(jī)、LED發(fā)光二極管、導(dǎo)線、萬(wàn)能板、水銀開關(guān)制作。（2）熟悉課題，查找相關(guān)資料，掌握水銀開關(guān)和單片機(jī)的工作原理。（3）根據(jù)搖搖棒的原理圖搭接電路原理圖，并準(zhǔn)備好實(shí)物進(jìn)行焊接。（4）復(fù)調(diào)試搖搖棒來達(dá)到預(yù)期值。設(shè)計(jì)方案：（1）使用水銀開關(guān)。通過搖晃使得水銀開關(guān)與焊接的左右兩個(gè)觸點(diǎn)接觸，利用這種接觸產(chǎn)生的電平變化來觸發(fā)中斷，結(jié)合軟件控制顯示，制作簡(jiǎn)單，使用方便。（2）使用光遮斷器。在棒上裝一個(gè)可以擺動(dòng)的用來遮擋光遮斷器光線的細(xì)桿，細(xì)桿每左右擺動(dòng)一次這個(gè)桿就會(huì)通過一次光遮斷器，發(fā)生電平變化。（3）使用角度傳感器，通過角度的控制來克服時(shí)間上的誤差。五、任務(wù)完成的階段內(nèi)容和時(shí)間安排：第一階段：2011.11.3—2011.11.5，查閱文獻(xiàn)資料，收集相關(guān)設(shè)計(jì)的材料，寫開題報(bào)告；第二階段：2011.11.6—2011.11.25，分析氣體煙霧報(bào)警器的工作原理，與指導(dǎo)老師討論，并擬定論文初稿;第三階段：2011.11.26—2011.12.10，氣體煙霧報(bào)警器的分析，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；第四階段：2012.2.25—2012.3.10，根據(jù)收集的資料，設(shè)計(jì)總結(jié)，開始撰寫論文，做畢業(yè)設(shè)計(jì)；第五階段：2012.3.11—2012.3.26，由指導(dǎo)老師審核畢業(yè)設(shè)計(jì)，指出不足，修改畢業(yè)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備提交。指導(dǎo)教師簽名：日期：基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)摘要隨著科技的不斷發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，供人們娛樂休閑的工具越來越多，搖搖棒也隨之成為一個(gè)熱點(diǎn)產(chǎn)品。“搖搖棒”是基于人眼視覺暫留原理而產(chǎn)生的,當(dāng)進(jìn)行搖動(dòng)時(shí)，由于人的視覺暫留會(huì)在發(fā)光二極管搖動(dòng)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)視覺平面，從而達(dá)到在該視覺平面上傳達(dá)信息的作用。本文介紹了以52單片機(jī)控制為主控芯片、配合高亮度LED二極管以及水銀開關(guān)構(gòu)成簡(jiǎn)易搖搖棒的設(shè)計(jì)過程，通過分時(shí)刷新16個(gè)發(fā)光二極管來顯示輸出文字或圖案等信息。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，LED，水銀開關(guān)Basedonsingle-chipshakinghisstickdesignABSTRACTAsweallknow,thehumaneyevisualpersistencephenomenon,becausetheeyeisunresponsive,itenrichedthehumanvisualperception.Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,socialprogress,offerpeopleentertainmenttoolmoreandmore,shakinghisstickalsobecomesahotproduct."Swing"isbasedonthehumanvisualpersistenceprinciplewhich,whenmoved,duetothepersistenceofvisioninthelightemittingdiodeshaketheregionproducesavisualplane,inordertoachievethevisionplanetoconveyinformationabouttheroleof.Thispaperintroducesthe52singlechipmicrocomputerasmaincontrolchip,withhighbrightnessLEDdiodeandamercuryswitch.Asimplerockingroddesignprocess,throughtime-sharingrefresh16light-emittingdiodestodisplaytheoutputoftextorgraphicsinformation.KEYWORDS：hakinghisstick,SCM,LED,themercuryswitch目錄摘要 IABSTRACT II第1章緒論 11.1概述 11.2設(shè)計(jì)目的 11.3設(shè)計(jì)要求 19671135\h11.4設(shè)計(jì)思路 11.5搖搖棒的基本原理 2第2章基于單片機(jī)的搖搖棒方案設(shè)計(jì) 12.1硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 12.2 LED燈的選擇 12.2外部中斷信號(hào)產(chǎn)生方式 12.3 抗重影方案的選擇 22.4單元電路設(shè)計(jì) 32.5主程序流程圖 32.6AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介 4第3章關(guān)于一些元器件的介紹 83.1 LED發(fā)光二極管的原理 83.2 LED顯示控制模塊原理及實(shí)現(xiàn)方法 PAGEREF_Toc319671148\h83.3 LED顯示模塊 93.4 圖像點(diǎn)陣原理及實(shí)現(xiàn)方法 9第4章缺陷及其解決方案 151\h114.1 缺陷 114.2解決方案 114.3硬件電路調(diào)試 11HYPERLINK\l"_Toc319671155"4.4軟件程序調(diào)試 124.5 調(diào)試現(xiàn)象與分析 12結(jié)論 13參考文獻(xiàn) 14致謝 15附錄1 16附錄2 17HYPERLINK\l"_Toc319671162"附錄3 19附錄4 20附錄5 23PAGE25第1章緒論1.1概述隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)精神生活的追求也愈加強(qiáng)烈，對(duì)信息的渴求已成為了人們必不可少的需要，更加簡(jiǎn)捷與新穎的信息傳遞方式無(wú)疑會(huì)給人們帶來耳目一新的感受。而現(xiàn)代工具務(wù)求簡(jiǎn)捷化、便攜化，因此，搖動(dòng)顯示裝置的到來，必將會(huì)給人們帶來一種新的方便的文化傳遞方式。讓你的心聲閃爍在夜空——LED搖搖棒橫空出世！LED搖搖棒又叫搖搖棒、魔棒、閃光棒、閃字棒、閃圖棒、星光棒。LED搖搖棒的誕生是閃光系列產(chǎn)品中的一大革命，它最大的神奇之處，是在手中左右搖晃LED搖搖棒，就會(huì)在棒子劃過的軌跡上留下清析的文字或圖案。目前市場(chǎng)上，這是最新，價(jià)格最低，可遠(yuǎn)距離觀看的一款電子產(chǎn)品。設(shè)計(jì)具有市場(chǎng)前景，可滿足各種大型演出、集會(huì)、游行等宣傳需要，為人們的生活提供便利。目前LED搖搖棒的優(yōu)勢(shì)。LED搖搖棒可顯示內(nèi)容有：中文、英文、日文、韓文、圖案等。顯示內(nèi)容可設(shè)計(jì)成單色顯示、雙基色顯示，一根棒可存儲(chǔ)、顯示多幅文字或圖案。目前研發(fā)生產(chǎn)的LED搖搖棒具有的優(yōu)勢(shì)如下：1、在控制模塊上，設(shè)計(jì)了USB接口。2、LED搖搖棒，采用專利驅(qū)動(dòng)技術(shù)，具有搖晃速度自適應(yīng)系統(tǒng)。根據(jù)使用者搖動(dòng)速度自動(dòng)調(diào)整顯示速度，不論搖晃的速度快或慢，圖象始終穩(wěn)定顯示。3、在LED搖搖棒的手握部分，設(shè)計(jì)成手柄，更人性化，而且使得搖晃過程中，顯示內(nèi)容的定位更準(zhǔn)確。4、這種設(shè)計(jì)的軟件可拓展性能強(qiáng)大，現(xiàn)今拓展了可通過USB接口連接線對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行編輯和更換的功能。未來，將可能實(shí)現(xiàn)圖象與音樂自主相結(jié)合的功能等等。1.2設(shè)計(jì)目的本次設(shè)計(jì)制作的是一個(gè)顯示棒，基本要求就是要小巧、輕便，所以要將單片機(jī)的系統(tǒng)板簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)AT89S52單片機(jī)的深刻理解，提高設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。1.3設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)16只高亮度LED發(fā)光二極管構(gòu)成的搖搖棒，通過單片機(jī)編程配合手的左右搖晃就可呈現(xiàn)一幅完整的畫面，可以顯示字符、圖片。1.4設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)一個(gè)LED顯示棒且需要有按鍵進(jìn)行內(nèi)容切換，它主要是由中央控制部分，LED驅(qū)動(dòng)部分，LED顯示部分以及電源部分組成。單片機(jī)將提取的字模進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)接收到按鍵輸入的指令時(shí)單片機(jī)就將相應(yīng)的字模代碼通過I/O口輸出，使LED燈點(diǎn)亮，利用視覺暫留原理最終使圖案完整的顯示在擺動(dòng)的顯示屏中。1.5搖搖棒的基本原理人的眼睛存在視覺暫留現(xiàn)象，正因?yàn)檠劬Ψ磻?yīng)遲鈍，才豐富了人的視覺感受，LED搖搖棒很好地利用了人眼的視覺暫留特性。運(yùn)用最新專利電子技術(shù)研制而成的線陣LED運(yùn)動(dòng)成像的高科技產(chǎn)品。LED搖搖棒是在手?jǐn)[動(dòng)到不同位置的時(shí)候，讓位于一條直線上的LED顯示二維圖像的不同的列，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)圖形掃描顯示。輸出信號(hào)頻率的控制通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，用16個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行不同頻率的亮滅刷新。當(dāng)進(jìn)行搖動(dòng)時(shí)，由于人的視覺暫留原理，會(huì)在發(fā)光二極管搖動(dòng)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)視覺平面，在視覺平面內(nèi)的二極管通過不同頻率的刷新，會(huì)在搖動(dòng)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達(dá)到在該視覺平面上傳達(dá)信息的作用。第2章基于單片機(jī)的搖搖棒方案設(shè)計(jì)2.1硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)硬件電路的系統(tǒng)電源VCC為5V，下載程序和調(diào)試時(shí)一定要保證5V電壓，實(shí)際使用時(shí)用3節(jié)干電池串聯(lián)4.5V即可。AT89S52單片機(jī)作為控制器，在它的P1、P2口接有16只以共陽(yáng)的方式連接的高亮度LED，由單片機(jī)輸出低電平點(diǎn)亮。S2為水銀開關(guān)。硬件電路包括三部分：LED顯示模塊、單片機(jī)控制模塊以及下載口模塊。即：下載口模塊單片機(jī)控制模塊LED下載口模塊單片機(jī)控制模塊LED顯示模塊圖2-1硬件電路模塊LED燈的選擇方案一：傳統(tǒng)LED發(fā)光二極管。顏色多樣，在可以同樣顯示圖案的前提下使用它更為經(jīng)濟(jì)，但是顏色較為黯淡，不鮮亮。方案二：高亮LED發(fā)光二極管。正如其名，它的亮度比傳統(tǒng)二極管要亮，而且同樣也有很多顏色，但是高亮LED的工作電流也要大于傳統(tǒng)二極管。為了使顯示的圖案清晰、明了，我們選擇方案二，經(jīng)過比較，使用紅色的LED使得顯示畫面更為明顯、突出，使用兩片CR2032紐扣電池為其供電，提供足夠的電流。2.2外部中斷信號(hào)產(chǎn)生方式通過外部中斷可以控制數(shù)據(jù)開始傳輸?shù)臅r(shí)刻。選擇好外部中斷來源是本次制作的難點(diǎn)及重點(diǎn)。方案一：使用水銀開關(guān)。通過搖晃使得水銀開關(guān)與焊接的左右兩個(gè)觸點(diǎn)接觸，利用這種接觸產(chǎn)生的電平變化來觸發(fā)中斷，結(jié)合軟件控制顯示，制作簡(jiǎn)單，使用方便。方案二：使用光遮斷器。在棒上裝一個(gè)可以擺動(dòng)的用來遮擋光遮斷器光線的細(xì)桿，細(xì)桿每左右擺動(dòng)一次這個(gè)桿就會(huì)通過一次光遮斷器，發(fā)生電平變化。同樣通過這種電平變化，結(jié)合軟件控制顯示。本次設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的中斷是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的單程傳輸。如果使用光遮斷器，其觸發(fā)單片機(jī)的時(shí)刻處于正中間，不能解決畫面因?yàn)榉祷嘏c原來圖片重疊的現(xiàn)象。而使用水銀開關(guān)，因?yàn)樵谧笥叶加杏|點(diǎn)，所以很容易的在往返途中產(chǎn)生兩次中斷，方便指令控制，所以選擇使用方案一?？怪赜胺桨傅倪x擇方案一：使用外部中斷控制數(shù)據(jù)傳輸時(shí)刻。外部中斷信號(hào)由慣性開關(guān)產(chǎn)生，觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。水銀開關(guān)左右兩邊的觸點(diǎn)分別與單片機(jī)兩個(gè)外部中斷接口相連，默認(rèn)為高電平，搖動(dòng)的擺桿接地。水銀開關(guān)處于不同位置進(jìn)入不同的中斷，從而決定何時(shí)送數(shù)據(jù)。該方案簡(jiǎn)單易行，可以保證數(shù)據(jù)是單程傳輸?shù)模苊饬酥赜?。慣性開關(guān)左右兩邊的觸點(diǎn)分別與單片機(jī)兩個(gè)外部中斷接口相連，默認(rèn)為高電平，搖動(dòng)的擺桿接地。慣性開關(guān)處于不同位置進(jìn)入不同的中斷，從而決定何時(shí)送數(shù)據(jù)。該方案簡(jiǎn)單易行，可以保證數(shù)據(jù)是單程傳輸?shù)模苊饬酥赜?。不搖動(dòng)時(shí)把慣性開關(guān)處在左邊就可以使LED棒熄滅，可以達(dá)到省電的效果。方案二：使用定時(shí)器與外部中斷。當(dāng)我們?cè)跀[動(dòng)手臂的時(shí)候，短時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)位置和左右幅度不會(huì)有太大變化，利用我們手臂的這個(gè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只要能得到棒從一側(cè)擺動(dòng)到另一側(cè)的時(shí)間，然后把這個(gè)時(shí)間分成N份，在每一份的時(shí)間里顯示不同的花樣就能實(shí)現(xiàn)圖形的顯示。設(shè)計(jì)中搖動(dòng)的擺子與左右兩個(gè)觸點(diǎn)接觸各一次的時(shí)間可以通過外部中斷和定時(shí)器計(jì)算出來，然后用單片機(jī)的另一個(gè)定時(shí)器T1，其定時(shí)時(shí)間是T0的N分之一，每次中斷依次顯示一列，就可以得到預(yù)期顯示的圖案了。該方法可以控制搖動(dòng)頻率低的時(shí)候不顯示圖形。但程序的穩(wěn)定性不高，圖形之間的間隔不易確定，只要電源開關(guān)開著LED始終是點(diǎn)亮的。本次設(shè)計(jì)要求顯示的字符長(zhǎng)度較短，使用方案一中的外部中斷方法只要控制好延時(shí)就可以達(dá)到完整顯示圖案的目的，而且方案一中只使用了外部中斷，它所占用的內(nèi)存比方案二中既使用外部中斷又使用兩個(gè)定時(shí)器所占用的單片機(jī)資源要少，所以選擇使用方案一。具體地說，已知搖搖棒從一側(cè)擺動(dòng)到另一側(cè)所需的時(shí)間是0.8秒，把0.8秒分成64份，則每一列的圖形顯示時(shí)間為0.0125秒。每一列對(duì)應(yīng)兩個(gè)八位的字節(jié)，16位字節(jié)對(duì)應(yīng)16個(gè)LED發(fā)光二極管，然后在這每一份的時(shí)間里顯示圖形的相應(yīng)一列，則可以得到完整的圖形顯示。1、LED顯示部分由：16個(gè)高亮度的發(fā)光二極管，16個(gè)270歐姆的電阻以及水銀開關(guān)組成。其中水銀開關(guān)的作用：棒在搖動(dòng)時(shí)，只能在朝某一方向搖動(dòng)時(shí)顯示，否則會(huì)出現(xiàn)鏡像字或鏡像畫面，所以通過接一只水銀開關(guān)來控制，使搖搖棒從左向右搖動(dòng)時(shí)將內(nèi)容顯示出來。圖2-2水銀開關(guān)2、單片機(jī)部分由：一個(gè)11.059MHz的晶振以及兩個(gè)30pf的電容構(gòu)成的晶振電路、一個(gè)23uF的電容，10K的電阻以及復(fù)位開關(guān)構(gòu)成的復(fù)位電路、芯片AT89s52構(gòu)成。2.4單元電路設(shè)計(jì)圖2-3復(fù)位電路圖2-4時(shí)鐘電路單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期24個(gè)振蕩周期以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平（如圖4-1）。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。時(shí)鐘在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式（如圖4-2）。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖所示。外部振蕩方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持同步。外部振蕩方式的外部電路如下圖所示。圖4-2中，電容器C01，C02起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在5-30pF。晶振頻率的典型值為12MHz，采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘情號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。2.5主程序流程圖通過軟件設(shè)計(jì)思路分析，得到該系統(tǒng)的主程序流程圖如5-1所示開始開始系統(tǒng)初始化開關(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圖5-1主程序流程圖系統(tǒng)開始運(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)，由滾珠開關(guān)出觸發(fā)外部中斷，再經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)后開始顯示。顯示完成返回主程序，等待下一個(gè)搖動(dòng)周期的到來。2.6AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89S52為ATMEL所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲(chǔ)器。1、AT89S52主要功能列舉如下：（1）擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash（2）晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至12MHz）（3）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）為8KB（4）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為256字節(jié)（5）32個(gè)可編程I/O口線（6）8個(gè)中斷向量源（7）三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（8）三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器（9）全雙工UART串行通道2、AT89S52各引腳功能介紹：VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp："EA"為英文"ExternalAccess"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用8751內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文"AddressLatchEnable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開路汲極（OpenDrain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計(jì)者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)做I/O來使用了。PSEN：此為"ProgramStoreEnable"的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3、存儲(chǔ)器52的存儲(chǔ)器組織分成3種地址空間和一個(gè)程序計(jì)數(shù)PC，包括：(1)16位的程序計(jì)數(shù)器PC:賦予52最大64KB的尋址能力。(2)64KB的程序存儲(chǔ)器空間：這代表我們所寫的程序碼可達(dá)65536個(gè)字節(jié)。(3)64KB的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間：這部分空間是同時(shí)可以讀和寫的。(4)256字節(jié)的內(nèi)部存儲(chǔ)器空間，包括SFR特殊功能寄存器、堆棧區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)和常用寄存器區(qū)R0～R7。STC89C52主要功能STC89C52主要功能如下表3-1所示。主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫FlashROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫中斷口線3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能表3-1STC89C52主要功能第3章關(guān)于一些元器件的介紹LED發(fā)光二極管的原理LED是發(fā)光二極管(LightEmittingDiode,LED)的簡(jiǎn)稱，也被稱作發(fā)光二極管，這種半導(dǎo)體組件一般是作為指示燈、顯示板，它不但能夠高效率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且擁有最長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)～10萬(wàn)小時(shí)的使用壽命，同時(shí)具備不若傳統(tǒng)燈泡易碎，并能省電等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)圖3-1發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)圖當(dāng)單片機(jī)的P1和P2的十六個(gè)口輸出低電平時(shí)，LED燈的陰極就是低電平，在水銀開關(guān)的作用下，5V的電壓加到LED的陽(yáng)極，LED就有電流通過，這樣就能發(fā)光。當(dāng)單片機(jī)的P1和P2口有高電平輸出時(shí)，LED的兩端就是高電平，雖然有小的電壓差，但是小的電壓差產(chǎn)生的電流是無(wú)法驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光的。一般LED的驅(qū)動(dòng)電壓要有1.5V以上，電流要在200mA以上，不同的LED的驅(qū)動(dòng)電壓和電流是不同的。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。LED顯示控制模塊原理及實(shí)現(xiàn)方法LED顯示控制模塊主要有單片機(jī)程序控制，在程序中主要是顯示部分的函數(shù)，十六個(gè)燈分成十六個(gè)輸出端口，有P1口和P2口的十六個(gè)口一一對(duì)應(yīng)，其中P1口組成8位的字節(jié)，P2口也是8位字節(jié)。8位對(duì)應(yīng)P1.0到P1.7分別是由低到高的排列，在函數(shù)里面顯示的圖像分成64段，那就是依次對(duì)每一列顯示的16位字節(jié)編寫，這每一列的16位都是由兩個(gè)8位的字節(jié)構(gòu)成，在初始化的時(shí)候就在數(shù)組里對(duì)這128個(gè)字節(jié)分別列出。在顯示函數(shù)里分別對(duì)64列數(shù)顯示，這64對(duì)數(shù)的顯示是有先后順序的，利用FOR函數(shù)對(duì)64對(duì)數(shù)依次顯示，而每一列由兩個(gè)8位字節(jié)構(gòu)成顯示，顯示之后要對(duì)前列的顯示進(jìn)行500us的延時(shí)，在調(diào)用延時(shí)函數(shù)的時(shí)候要注意延時(shí)函數(shù)里面延時(shí)1us的函數(shù)使用。利用FOR函數(shù)延時(shí)進(jìn)行設(shè)定。第一列顯示完后，在對(duì)后面的63列數(shù)顯示，這樣結(jié)束FOR循環(huán)以后就結(jié)束了整幅圖的顯示。在搖搖棒搖動(dòng)的瞬間，水銀開關(guān)是起到很重要的作用。水銀開關(guān)里的水銀珠很活躍，導(dǎo)致在接通時(shí)容易產(chǎn)生抖動(dòng)，所以將水銀開關(guān)傾斜45度角放置，靠水銀自身的重力作用減少抖動(dòng)。在搖動(dòng)的過程中，水銀開關(guān)保證是開的狀態(tài)，這樣才能確保5V的電壓加到LED的陽(yáng)極。當(dāng)搖搖棒停止搖動(dòng)的時(shí)候，水銀由于重力作用，開關(guān)就處于關(guān)的狀態(tài)。第二次搖的時(shí)候再次開啟開關(guān)。為了讓開關(guān)在搖動(dòng)的時(shí)候才開，可以將水銀開關(guān)的位置傾斜45度角放置，根據(jù)效果調(diào)整位置。LED顯示模塊首先，根據(jù)LED點(diǎn)陣屏的顯示原理：點(diǎn)陣屏的顯示分為行掃描與列掃描兩種，列掃描是將我們的字模數(shù)組通過點(diǎn)陣屏的行驅(qū)動(dòng)進(jìn)行輸入，然后通過列對(duì)每一行進(jìn)行掃描，當(dāng)列為低（高）電平、行為高（低）電平時(shí)則表示該點(diǎn)為圖案的一部分，將其讀出、顯示。它的順序可以總結(jié)為：行不斷的送數(shù)據(jù)，每送完設(shè)置的信息后列進(jìn)行讀取，然后行再次送數(shù)據(jù)，列再次讀取……依次循環(huán)下去，一幅完整的圖案就顯示在了顯示屏上。而本次設(shè)計(jì)的LED顯示棒數(shù)據(jù)傳輸原理與LED點(diǎn)陣屏相似。可以把LED顯示棒看成是LED點(diǎn)陣屏中的一列。為了使顯示的圖案清晰，我們使用了16個(gè)LED管將它們排成一列，整個(gè)屏在靜止時(shí)也就相當(dāng)于16行×1列。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)我們同樣使用行送數(shù)據(jù)、列掃描。在擺動(dòng)過程中，應(yīng)用視覺暫留原理，我們點(diǎn)亮的列不會(huì)很快的消失，而是隨著擺動(dòng)的方向繼續(xù)向前移動(dòng)，只要移動(dòng)的速度高于視覺暫留的最短時(shí)間顯示內(nèi)容就不會(huì)熄滅，至此，一幅圖案也就可以這樣被“擺動(dòng)”出來了。圖像點(diǎn)陣原理及實(shí)現(xiàn)方法本文闡述的搖搖棒圖像點(diǎn)陣顯示是通過字模軟件（“rar-WinRAR”軟件）實(shí)現(xiàn)的。程序中“字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表”中的數(shù)據(jù)是由“rar-WinRAR”軟件生成的。字模軟件一款非常簡(jiǎn)潔的點(diǎn)陣、液晶字模工具軟件。功能也很豐富，包括了橫向、縱向取模方式，搖搖棒取模方式，字符編碼顯示等功能。根據(jù)硬件電路，得知，AT89S52單片機(jī)作為控制器，在它的P1、P2口接有16只以共陽(yáng)的方式連接的高亮度LED。因此，在字模選取的一些模式上要跟硬件電路保持一致。下面介紹使用rar-WinRAR生成鄭科院的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的方法：?jiǎn)?dòng)rar-WinRAR軟件，“模式”設(shè)為“搖搖棒模式”。字寬和字高設(shè)為16*16?！斑x項(xiàng)”中的“自定義格式”選擇“搖搖棒”格式，“點(diǎn)陣格式”選為“陽(yáng)碼”，“取模方法”選為“逐列”，“取模走向”選為“逆向”，正向是指高位在前，低位在后，逆向則相反。其它默認(rèn)即可。這就是，從第一列開始向下每取8個(gè)點(diǎn)作為一個(gè)字節(jié)，一列一共16個(gè)點(diǎn)（代表16個(gè)發(fā)光二極管）兩個(gè)字節(jié)，取模順序是從低到高，即第一個(gè)點(diǎn)作為最低位。如0x01取為00000001。圖3-2點(diǎn)陣取字模第4章缺陷及其解決方案缺陷LED搖搖棒利用的是人眼的視覺暫留特性制作而成，LED發(fā)光管作為畫面每一列的顯示，左右搖晃起到了掃描的作用，人眼的視覺暫留現(xiàn)象使得看到的是一幅完整的畫面。然而，它也有它的不足之處：1、在LED顯示模塊中，如果LED燈的數(shù)量過少，在顯示時(shí)就會(huì)導(dǎo)致最終在顯示文字時(shí)分辨率降低，從而顯示的圖像等不夠細(xì)膩；2、搖搖棒在搖晃的過程中，如果顯示的文字，圖像等信息左右不對(duì)稱，在回掃的過程中如繼續(xù)顯示圖象信息的話就可能出現(xiàn)反向重影的現(xiàn)象，導(dǎo)致圖象或信息顯示錯(cuò)誤。4.2解決方案1、對(duì)于顯示模塊中，LED燈的數(shù)量太少導(dǎo)致的問題。可以在制作的過程中，適當(dāng)?shù)脑黾覮ED燈的數(shù)量。比如，通常我們是使用的是16或者32個(gè)LED發(fā)光二極管。但是如果需要64或者128個(gè)LED發(fā)光二極管，那就得通過單片機(jī)外接譯碼器來實(shí)現(xiàn)了。2、對(duì)于重影問題，可用水銀開關(guān)或者慣性開關(guān)解決的。搖搖棒在搖時(shí)，通過水銀開關(guān)自身的重力作用，只能在朝某一方向搖動(dòng)時(shí)電路才會(huì)接通，同時(shí)也才會(huì)顯示圖形，文字等信息；在反向回掃過程中開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，LED就不顯示內(nèi)容，所以可以通過接一只水銀開關(guān)來控制，使搖搖棒從左向右搖動(dòng)時(shí)將內(nèi)容清晰的顯示出來。4.3硬件電路調(diào)試1、檢查電路：任何組裝好的電子電路，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否有錯(cuò)誤。對(duì)照電路圖，按一定的順序逐級(jí)對(duì)應(yīng)檢查，特別要注意檢查電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有短路，二極管方向和電解電容的極性是否接反，集成電路和晶體管的引腳是否接錯(cuò)，輕輕拔一拔元器件，觀察焊點(diǎn)是否牢固，等等。2、通電觀察：一定要調(diào)試好所需要的電源電壓數(shù)值，并確定電路板電源端無(wú)短路現(xiàn)象后，才能給電路接通電源。電源一經(jīng)接通，不要急于用儀器觀測(cè)波形和數(shù)據(jù)，而是要觀察是否有異?，F(xiàn)象，如冒煙、異常氣味、放電的聲光、元器件發(fā)燙等。如果有，不要驚慌失措，而應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新接通電源。然后，再測(cè)量每個(gè)集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。3、靜態(tài)調(diào)試：先不加輸入信號(hào)，測(cè)量各級(jí)直流工作電壓和電流是否正常。直流電壓的測(cè)試非常方便，可直接測(cè)量。而電流的測(cè)量就不太方便，通常采用兩種方法來測(cè)量。若電路在印制電路板上留有測(cè)試用的中斷點(diǎn)，可串入電流表直接測(cè)量出電流的數(shù)值，然后再用焊錫連接好。若沒有測(cè)試孔，則可測(cè)量直流電壓，再根據(jù)電阻值大小計(jì)算出直流電流。一般對(duì)晶體管和集成電路進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試。4、動(dòng)態(tài)調(diào)試：加上輸入信號(hào)，觀測(cè)電路輸出信號(hào)是否符合要求。也就是調(diào)整電路的交流通路元件，如電容、電感等，使電路相關(guān)點(diǎn)的交流信號(hào)的波形、幅度、頻率等參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若輸入信號(hào)為周期性的變化信號(hào)，可用示波器觀測(cè)輸出信號(hào)。當(dāng)采用分塊調(diào)試時(shí)，除輸入級(jí)采用外加輸入信號(hào)外，其他各級(jí)的輸入信號(hào)應(yīng)采用前輸出信號(hào)。對(duì)于模擬電路，觀測(cè)輸出波形是否符合要求。對(duì)于數(shù)字電路，觀測(cè)輸出信號(hào)波形、幅值、脈沖寬度、相位及動(dòng)態(tài)邏輯關(guān)系是否符合要求。在數(shù)字電路調(diào)試中，常常希望讓電路狀態(tài)發(fā)生一次性變化，而不是周期性的變化。因此，輸入信號(hào)應(yīng)為單階躍信號(hào)(又稱開關(guān)信號(hào))，用以觀察電路狀態(tài)變化的邏輯關(guān)系。4.4軟件程序調(diào)試1、在字模選取時(shí)，字模走向，點(diǎn)陣格式等方面選取不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致顯示出的圖像，文字信息等不完整或不能顯示；那么，字模的選取方面，點(diǎn)陣格式，字模走向等的選擇必須與硬件電路中的一一對(duì)應(yīng)。2、在軟件設(shè)計(jì)程序編程時(shí)，延時(shí)子程序設(shè)計(jì)的時(shí)間長(zhǎng)短會(huì)出現(xiàn)一些問題。時(shí)間設(shè)的太長(zhǎng)，在搖晃過程中，LED發(fā)光二極管點(diǎn)亮的速度會(huì)很慢，致使在使用過程中左右搖晃的頻率，幅度會(huì)很大，畫面就不容易顯示或者不清晰，只出現(xiàn)部分畫面等情況；時(shí)間設(shè)的太短，LED發(fā)光二極管點(diǎn)亮的速度會(huì)很快，那么搖晃過程中，甚至有些應(yīng)該亮的頻率比較高的二極管根本來不急點(diǎn)亮，那么在人眼看來，那些二極管根本就沒點(diǎn)亮。因此，在設(shè)置延時(shí)子程序時(shí)間的問題上，要計(jì)算出單向甩出搖搖棒所需的具體時(shí)間。這樣，LED燈亮的速度才會(huì)適中，致使演示效果完好。調(diào)試現(xiàn)象與分析在開始實(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中畫出原理圖，然后根據(jù)原理圖分模塊焊出電路板，并對(duì)模塊進(jìn)行調(diào)試。第一步，測(cè)試LED顯示電路和S52單片機(jī)最小系統(tǒng)。首先測(cè)試LED，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)LED不亮，于是檢測(cè)試該LED的引腳，發(fā)現(xiàn)線路斷了，接好后LED都亮。于是燒入搖搖棒程序，但LED燈不閃，猜測(cè)是數(shù)碼管芯片與插槽接觸不良的問題，就把插槽重新焊接，之后，再次測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)有時(shí)閃爍有時(shí)不亮。說明不是插槽的問題，于是反復(fù)檢查最小系統(tǒng)模塊，通過用電壓表對(duì)數(shù)碼管的每個(gè)引腳進(jìn)行高低電平測(cè)試，最終發(fā)現(xiàn)原來是接線問題，即有一根線忘了連接，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，軟件調(diào)試。在軟件方面，該部分主要調(diào)延時(shí)函數(shù)，調(diào)試過程簡(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)論在張老師的指導(dǎo)下，通過一段時(shí)間完成了搖搖棒的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)以水銀開關(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)顯示器來顯示文字、圖像等信息。掌握利用8052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)頻率的控制通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，用水銀開關(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)視覺平面，在視覺平面內(nèi)的二極管通過不同頻率的刷新，會(huì)在搖動(dòng)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達(dá)到在該視覺平面上傳達(dá)信息的作用。設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了字模轉(zhuǎn)換軟件。同時(shí)查閱了大量相關(guān)資料，包括查閱相關(guān)書籍和網(wǎng)上的資料，獲得了一些相關(guān)信息。在設(shè)計(jì)方面，采用了在變量自加的原理，在經(jīng)過逐個(gè)讀取的方法來顯示要顯示的內(nèi)容。最后還得出以下幾點(diǎn)：1準(zhǔn)備越充分，實(shí)做越順利在做設(shè)計(jì)前了解相關(guān)知識(shí)、材料、方法可以避免許多沒有必要的麻煩，一步一個(gè)腳印就不必“從頭再來”。最不能容忍的是在開始的幾步偷懶，造成后面總有一些無(wú)法排除的障礙。2溫故而知新課程設(shè)計(jì)發(fā)端之始，思緒全無(wú)，舉步維艱，對(duì)于理論知識(shí)學(xué)習(xí)不夠扎實(shí)的我深感知識(shí)的不夠，便重拾教材對(duì)知識(shí)系統(tǒng)而全面進(jìn)行了梳理，終于熟練掌握了基本理論知識(shí)，而且領(lǐng)悟諸多平時(shí)學(xué)習(xí)難以理解掌握的較難知識(shí)。3思路即出路當(dāng)初沒有思路，誠(chéng)如舉步維艱，茫茫大地，不見道路。在對(duì)理論知識(shí)梳理掌握之后，茅塞頓開，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“條條大路通羅馬”。頓悟，沒有思路便無(wú)出路，原來思路即出路。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了編寫程序，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)的基礎(chǔ)！參考文獻(xiàn)[1]楊振江，馮軍.單片機(jī)原理與實(shí)踐指導(dǎo)，中國(guó)電力出版社，2008,8[2]姜志海.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2007，3[3]陳桂友，柴遠(yuǎn)彬.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2008,1[4]馮先成.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京航空大學(xué)出版社，2009[5]何宏.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)，西安電子科技大學(xué)出版社，2009,4[6]劉海成.單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與實(shí)踐，北京航空大學(xué)出版社，2009,8[7]金杰.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)基本功，人民郵電出版社，2009[8]韓志軍.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例，機(jī)械工業(yè)出版社，2010[9]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)，北京航空大學(xué)出版社，2007[10]劉同法，陳忠平，眭仁武.單片機(jī)基礎(chǔ)與最小系統(tǒng)實(shí)踐，北京航空大學(xué)出版社，2007[11]李群芳.單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，2005[12]嚴(yán)天峰.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試，北京航空航天大學(xué)出版社，2005[13]廖雷.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2008[14]張毅剛.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004致謝本文能得以完成，在此我要感謝我的指導(dǎo)老師張莉，是他用他的課余時(shí)間為我們講解這次設(shè)計(jì)的原理以及幫我們找相關(guān)的器件，在實(shí)物完成后不厭其煩得為我們進(jìn)行調(diào)試和畢業(yè)論文的指導(dǎo)；還要感謝大學(xué)三年里的專業(yè)課老師，是他們教會(huì)了我有關(guān)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)；此外，還要感謝我的同學(xué)，給我的論文提出意見，幫我拍出了實(shí)驗(yàn)效果圖。這里我要再一次由衷的感謝，感謝那