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基于STC11F6单片机多功能数码摇摇棒的设计

基于STC11F6单片机多功能数码摇摇棒的设计

点击数:7171 次   录入时间:03-04 11:42:55   整理:http://www.55dianzi.com   娱乐-游戏电路

  此款摇摇棒的摇摆技术,能根据使用者摇动频率自动调整显示速度,不论摇晃速度快或慢,图像始终能稳定显示。

  一、多功能数码摇摇棒原理分析
  
  1.总体设计
  
  整套系统以STC11F6单片机为核心控制系统,使用32只LED灯作为显示屏,它们分为4组,由Q1~Q4来选通其中的一组。4组LED共用8个数据位,直接由单片机的通用I/O口来控制,在I/O口和LED之间采用UN2803来做驱动,解决了单片机I/O口输出电流不够的问题。

  总体体统框图如下图所示。

多功能数码摇摇棒总体系统框图.

  2.显示部设计
  
  首先,我们根据LED点阵屏的显示原理:点阵屏的显示分为行扫描与列扫描两种,列扫描是将我们的字模数组通过点阵屏的行驱动进行输入,然后通过列对每一行进行扫描,当列为低(高)电平、行为高(低)电平时则表示该点为图案的一部分,将其读出、显示。它的顺序可以总结为:行不断的送数据,每送完设置的信息后列进行读取,然后行再次送数据,列再次读取……依次循环下去,一幅完整的图案就显示在了显示屏上。

  而本次设计的LED显示棒数据传输原理与LED点阵屏相似。可以把LED显示棒看成是LED点阵屏中的一列。为了使显示的图案清晰,我们使用了32个LED管将它们排成一列,整个屏在静止时也就相当于32行×1列。数据传输时我们同样使用行送数据、列扫描。在摆动过程中,应用视觉暂留原理,我们点亮的列不会很快的消失,而是随着摆动的方向继续向前移动,只要移动的速度高于视觉暂留的最短时间显示内容就不会熄灭,至此,一幅图案也就可以这样被“摆动”出来了。

  显示部分设计原理图如下图所示。

LED点阵原理图

 

 

  3.按键模块设计
  
  使用一个按键对显示的所有内容进行切换,通过按钮按下的次数确定显示的内容。

  4.惯性开关模块
  
  惯性开关装置如下图3,它由真空玻璃管、水银柱、以及导电极组成。通过使用单片机的P3.3引脚连接滚珠开关检测周期,使摇动时间自适应,图像始终保持在中间。使用这种方法就可以让数据单程传输,解决了双程均传输时产生的重影,使得画面更加清晰、明了。

  5.其他模块设计
  
  除了以上的主要模块外,还有蜂鸣器、电源指示等模块。

  二、安装和调试
  
  在安装前应该先熟悉要使用到的各个元器件的功能和特性。本设计中一共使用到两块芯片,一片为STC的STC11F系列的单片机、另一片为LED的驱动芯片UN2303.其他的元器件主要是要注意电阻电容值大小的读取。

  1.元器件清单如下

  2.安装注意事项
  
  (1)按照原理图正确安装并焊接元器件。

  (2)在刚刚焊接完成时,先不要在IC座上插上IC芯片,用万用表测试两块IC芯片的供电脚电压,以确保电路不会烧坏芯片。

  (3)完成以上步骤,正确安装两片IC芯片(注意缺口方向)和电池,打开拨动开关,如果安装正确,此时应该显示32路花样流水灯。

  (4)按动按钮开关可以切换显示的内容,当出现比较杂乱的闪灯时,用手紧握摇摇棒底部,以一定的频率左右摇晃电路,即可看见显示的文字内容了。

  (5)本电路预留软件升级接口,可通过软件更新来实现你想显示的内容。

  (6)完成制作后,如长期不使用需卸下电池。

 



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  3.单片机软件实现
  
  本设计采用的是宏晶公司的STC11F系列的单片机,它的编程方式与通用51单片机完全兼容。

  主要代码如下:

  在设计电路时预留了STC单片机的串口出来,由于STC单片机的程序跟新只需要通过串口就可以实现,所以初学者可以简单更改显示的点阵数组并重新烧写单片机的代码,就可以实现自己要显示的内容了!




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