光移LED摇摇棒设计报告精.docx
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光移LED摇摇棒设计报告精.docx
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光移LED摇摇棒设计报告精
I
光移LED摇摇棒设计报告
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II
摘要
本文介绍了一种以STC15W202S单片机为主控制器,利用视觉暂留效果和单片机外部中断技术,实现了在摇动过程中形成的扇形平面内清晰显示文字、字母、图案的LED摇摇棒。
系统基于MCU控制、32个高亮度LED发光二极管、供电模块等构成摇摇棒。
同时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。
关键词:
STC15W202S单片机;视觉暂留;动态扫描;中断;LED
III
目录
第1章系统设计....................................................................................................................................1
1.1设计要求................................................................................................................................1
1.1.1基本要求......................................................................................................................1
1.1.2扩展部分......................................................................................................................1
1.1.3系统功实现..................................................................................................................1
1.2总体设计方案........................................................................................................................2
1.2.1LED摇摇棒的工作原理...............................................................................................2
1.2.2系统总体设计方案......................................................................................................2
第2章系统硬件电路设计....................................................................................................................4
2.1单片机最小系统设计..............................................................................................................4
2.2LED显示电路的设计...............................................................................................................5
2.3传感器电路设计.......................................................................................................................6
2.4按键控制电路设计..................................................................................................................7
2.5电源电路设计..........................................................................................................................8
第3章系统软件设计............................................................................................................................9
3.1主程序流程图...........................................................................................................................9
3.2主程序设计思路......................................................................................................................9
3.3多幅画面切换设计................................................................................................................10
第4章系统测试..................................................................................................................................11
4.1硬件测试................................................................................................................................11
4.2软件测试................................................................................................................................11
4.3测试结果................................................................................................................................12
第5章心得与体会..............................................................................................................................13
参考文献................................................................................................................................................14
附录1:
电路图.....................................................................................................................................15
附录2:
源程序.....................................................................................................................................16
光移LED摇摇棒设计报告
1第1章系统设计
1.1设计要求
设计制作一个依靠摇动能显示字符、图形的LED摇摇棒
1.1.1基本要求
1、设计一个基于LED的摇摇棒,LED灯必须线状排列,至少使用16只。
2、摇动时形成的亮灯扇形区域能够让人分辨出图案或字符。
3、用按键实现显示8个画面切换。
4、采用电池供电。
1.1.2扩展部分
1、使用32个LED灯。
2、画面信息可通过下载更新。
3、其他特色和创新。
1.1.3系统功实现
2
1.2总体设计方案
1.2.1LED摇摇棒的工作原理
LED摇摇棒是基于人的视觉暂留原理的,通过分时刷新32个发光二极管来显示输出文字或图案等信息的显示装置。
输出信号频率的控制通过单片机来实现,用摇动传感器检测当前摇动状态。
当进行摇动时,由于人的视觉暂留原理,会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面,在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新,会在摇动区域内产生图像,从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。
此外通过按键切换不同的画面。
1.2.2系统总体设计方案
本系统在硬件上主要包括STC15W202S最小系统、LED显示模块、传感器模块、电源供电模块、按键切换模块等重要模块。
其基本的工作原理是:
主要是利用人的视觉暂留效应,使手摆动到不同位置的时候,让位于一条直线上的LED显示二维图像的不同的列,实现图形扫描显示。
采用STC15W202S单片机为控制核心模块,使用74HC595串转并输出控制发光二极管的显示,软件上将图文转化成表供单片机调用,设计上使用机械滚珠开关产生中断,以准确执行表的内容。
外部设计一个按键,通过按键次数,单片机会判断所需要调用的显示画面数据。
总体设计框图,如图1所示。
3
图1LED摇摇棒的总体设计框图
4
第2章系统硬件电路设计
2.1单片机最小系统设计
为了设计此系统,我们采用了STC15W202S单片机作为控制芯片,STC15W202S系列单片机是STC生产的单时钟/机器周期的单片机。
是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机。
采用第八代加密技术,加密型超强,指令代码完全兼容传统的8051,速度快8~12倍。
内部集成高精度R/C时钟,+/-1%温漂,常温下温漂5%,5MHz~35MHz宽范围可设置,可彻底省去昂贵晶振电路和外部复位电路。
图2为单片机最小系统。
主要特性:
⏹大容量2048字节片内RAM数据存储器
⏹高速:
1个时钟/机器周期,增强型8051内核,速度比传统8051快7~12倍⏹宽电压:
5.5V~2.4V
⏹低功耗设计
⏹不需外部复位的单片机
⏹不需外部晶振的单片机
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