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基于單片機控制LED搖搖棒的解決方案
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基于單片機控制LED搖搖棒的解決方案

2013-09-10 14:45:43 來源:http://ic.big-bit.com/ 點擊:1054

搖搖棒本為開發(fā)套件,全部采用直插的器件。顯示的LED采用了5mm超高亮30度聚光發(fā)光二極管,共32只??刂菩酒捎煤昃?單片機STC11F03E,其內(nèi)部有3K的程序存儲空間,256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲空間,另外其內(nèi)部還有2K的EEPROM空間。設(shè)計可以通過串口,把下載的畫面數(shù)據(jù)到內(nèi)部的EEPROM,掉電后,也不會丟失。

本文通過研究利用事先編好程序來控制16個$LED發(fā)光二極管,并配合左右手的搖晃來顯示字符和簡易圖形的電子裝置(簡稱為“搖搖棒”),設(shè)計并制作一個依靠搖動能顯示字符、圖形的 LED 顯示棒。此裝置利用AT89C51單片機對發(fā)光二極管陣列進行控制。用滾珠開關(guān)檢測當(dāng)前搖動狀態(tài),單片機控制16個發(fā)光二極管進行不同頻率的亮滅刷新,則只要搖動就可以可顯示輸出文字及圖案等信息,從而達到在該視覺平面上傳達信息的作用。

1 硬件系統(tǒng)的組成

本設(shè)計的簡單有趣的$LED搖搖棒,它是基于單片機控制的電子裝置。具有按鍵進行畫面切換和消除重影等功能,能使畫面清晰顯示出來。它主要由單片機控制部分,LED驅(qū)動部分,LED顯示部分組成,其硬件組成框圖如圖1 所示。

 

 

1.1 按鍵模塊

本設(shè)計中通過一個畫面切換開關(guān)對顯示的內(nèi)容進行切換。在設(shè)計中通過滾珠開關(guān)來控制搖搖棒只能向一邊搖動時顯示信息,否則會出現(xiàn)鏡像字或鏡像畫面,也就是重影的現(xiàn)象。可選的搖動控制開關(guān)有水銀開關(guān)和滾珠開關(guān)兩種。水銀開關(guān)穩(wěn)定性較高,但安全性較差。滾珠開關(guān)雖然穩(wěn)定性稍差,但不容易被打破,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)的搖動控制,由滾珠開關(guān)帶來的不穩(wěn)定性可以通過軟件進行彌補。手動復(fù)位開關(guān)的功能是控制系統(tǒng)的啟停。

1.2 控制部分

單片機最小系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的控制核心,它主要負(fù)責(zé)控制二極管的亮滅及顯示狀態(tài)。通過單片機的軟件編程及外部中斷,來控制搖搖棒的顯示效果。

1.3 LED 顯示模塊

此設(shè)計中根據(jù)LED點陣的顯示原理來設(shè)計顯示部分。點陣的顯示分為行掃描與列掃描兩種,列掃描是將字模數(shù)組通過點陣屏的行驅(qū)動進行輸入,然后通過列對每一行進行掃描,當(dāng)列為低(高)電平、行為高(低)電平時則表示該點為圖案的一部分,將其讀出、顯示。而本次設(shè)計的LED 顯示棒數(shù)據(jù)傳輸原理與LED 點陣屏相似??梢园袻ED 顯示棒看成是$LED點陣屏中的一列。為了使顯示的圖案清晰,在設(shè)計中使用了16 個高亮度LED 管將它們排成一列,整個屏在靜止時也就相當(dāng)于16 行×1 列。數(shù)據(jù)傳輸時同樣使用行送數(shù)據(jù)、列掃描。在擺動過程中,應(yīng)用人眼的視覺暫留原理,被點亮的列不會很快的消失,而是隨著擺動的方向繼續(xù)向前移動,只要移動的速度高于視覺暫留的最短時間顯示內(nèi)容就不會熄滅,這樣,一幅圖案也就可以這樣被“擺動”出來了。

根據(jù)系統(tǒng)分析,具體的硬件電路連如圖2 所示。在具體制作硬件的時候,將16 個3mm 高亮度紅色的LED排列成整齊的一列。

 

 

在proteus 下仿真調(diào)試的時候,給定的電源VCC 為5V,實際使用時用3 節(jié)干電池串聯(lián)4.5V 即可。

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