魔幻摇摇棒设计报告

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1、魔幻摇摇棒课程设计江苏师范大学物电学院课程设计报告课程名称：光电综合课程设计题目：声控和光控路灯设计专业班级：光信息科学与技术学生姓名：洪建军学生学号：09225032日期：2011年11月10日指导教师：戴新宇物电学院教务部印制-15-魔幻摇摇棒课程设计说明：1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写，由指导教师指导并确认签字。2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩，并填写成绩评定表。3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。答辩小组成员应由2人及以上教师组成。答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。

2、4、报告正文字数一般应不少于3000字，也可由指导教师根据本门课程设计的情况另行规定。5、平时表现成绩低于6分的学生，取消答辩资格，其该课程设计成绩按不及格处理。6、课程设计完成后，由指导教师根据完成情况写出总结。7、此表格式为徐州师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式，指导教师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。-15-魔幻摇摇棒课程设计目录目录-1-原理-2-一、引言-2-二、系统设计方案-2-1.设计思路-2-2.模块方案的论证与比较-3-2.1LED灯的选择-3-2.2外部中断信号产生方式-3-2.3抗重影方案的选择-3-三、系统硬件设计-4-1.总体设

3、计-4-2.单元电路设计-4-2.1按键模块-4-2.2LED显示模块-4-2.3单片机最小系统的设计-5-四、系统软件设计-5-1．软件设计思路-5-2．系统流程图-6-3．软件实现功能的完善-6-五、结论-7-附录-7-附录1：元器件明细表：-7-附录2：电路图-7-附录3：程序-8--15-魔幻摇摇棒课程设计原理“摇摇棒”是基于人的视觉暂留原理的，通过分时刷新16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

4、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。一、引言LED显示棒，又称摇摇棒，是一种利用视觉暂留效应制作的“高科技”玩具。可以用“静如处子，动如脱兔”来形容它，即当静止时，它只是几个LED发光二极管（后简称LED），而一旦按照一定的频率去摇晃它，它就会随着位置的变化而变化（亮或灭），最终显示一幅图片或字符串。本设计要求制作完成一个LED的显示棒。要求LED灯线状排列，通过摇动时形成的亮灯扇形区域能够分辨出如：“电”、“A”、♡环之类的汉字或图案且可以使用按键对显示内容进行切换。二、系统设计方案1.设计思路本系统要求设计一个LED

5、显示棒，且需要有按键进行内容切换，它主要是由中央控制部分、LED驱动部分、LED显示部分以及电源部分组成，如图1所示：图1：LED显示棒系统框图-15-魔幻摇摇棒课程设计单片机将提取的字模进行存储，当接收到按键输入的指令时单片机就将相应的字模代码通过I/O口输出，使LED点亮，利用视觉暂留原理最终使图案完整的显示在摆动的显示屏中。本题的难点在于送数据的时间间隔以及较长画面或文字的完整显示。以下将对各模块的方案进行论证与比较：2.模块方案的论证与比较2.1LED灯的选择方案一：传统LED发光二极管。颜色多样，在可以同样显示图案的前提下使用它更为经济，但是颜色较为黯淡，不鲜亮

6、。方案二：高亮LED发光二极管。正如其名，它的亮度比传统二极管要亮，而且同样也有很多颜色，但是高亮LED的工作电流也要大于传统二极管。为了使显示的图案清晰、明了，我们选择方案二，经过比较，使用红色的LED使得显示画面更为明显、突出。2.2外部中断信号产生方式通过外部中断可以控制数据开始传输的时刻。选择好外部中断来源是本次制作的难点及重点。方案一：使用水银开关。通过摇晃使得水银开关与焊接的左右两个触点接触，利用这种接触产生的电平变化来触发中断，结合软件控制显示，制作简单，使用方便。方案二：使用光遮断器。在棒上装一个可以摆动的用来遮挡光遮断器光线的细杆，细杆每左右摆动一次这个

7、杆就会通过一次光遮断器，发生电平变化。同样通过这种电平变化，结合软件控制显示。本次设计中产生的中断是为了实现数据的单程传输。如果使用光遮断器，其触发单片机的时刻处于正中间，不能解决画面因为返回与原来图片重叠的现象。而使用水银开关，因为在左右都有触点，所以很容易的在往返途中产生两次中断，方便指令控制，所以选择使用方案一。2.3抗重影方案的选择方案一：使用外部中断控制数据传输时刻。外部中断信号由惯性开关产生，触发方式为下降沿触发。水银开关左右两边的触点分别与单片机两个外部中断接口相连，默认为高电平，摇动的摆杆接地。水银开关处于不同