简易电路—神奇摇摇棒

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1、漯河职业技术学院设计报告梦幻摇摇棒系别：电气电子工程系参与人员：袁思超刘康张少康指导教师：唐红莲 第17页共17页摘要梦幻摇摇棒是如今流行的一种玩具，在各种聚会、节日中均见得到它的身影。本设计也追随着摇摇棒的原理，在此基础上进行开发。通过单片机对其进行控制，进而产生不同的图像经过充分的讨论后，将原有的任务、基本要求、发挥功能重新整理如下：（1）    根据任务，要设计一个梦幻摇摇棒。（2）    根据要求，该摇摇棒应具有如下功能： 1) 显示  LOVE；2) 显示  心形图；3) 显示  笑脸图； 4)显示漯河职业技术学院欢迎您！第17页共17页目录1、系统设计 1.1.  整体方案比

2、较与论证 1.2.  主要部件原理及参数计算 1.2.1.单片机控制模块  1.2.2.水银开关 1.2.3.复位开关1.2.4.画面转换开关1.3.  软硬件设计 1.3.1. 硬件设计 1.3.2. 软件设计 2、系统测试 2.1.  测试组成2.2.  测试方法与数据 2.3.  测试结果 3、 制作过程中的问题及解决方法3.1.硬件电路调试3.2.软件电路调试3.3.问题及解决方法4、附录 参考文献附录一主要元器件清单…………………………………………附录二电路原理图及印制板……………………………………附录三程序源代码………………………………………………第17页共17页1．系统设计

3、1.1．整体方案比较与论证根据题目要求设计一个循环的LED显示，要利用人的视觉滞留产生静态显示的现象，这就要求延时部分做的比较小，所以采用石英晶体振荡器。所以使用单片机控制是较为可行的一种方案。由水银开关的闭合对单片机产生外部中断，从而对中断进行采集。到达一定数量便进行图象的转换。整个系统由单片机控制模块，开关及电源模块和输出显示模块三个部分构成。系统框图如下：单片机水银开关输出显示LED第17页共17页1.2、主要部件原理及参数计算1.2.1、单片机控制模块那么如何用单片机实现对LED的控制呢？LED又是如何转换的呢？下面回答这些问题。用单片机想要控制LED显示只需要定时输出就可以，但

4、每个人摇动的速度不一样，如何准确的并稳定的变换图案呢？这就需要用到外部中断。将水银开关的两个金属端一端接电源（VCC），一端接地（GND），这样的话，当摇摇棒向一边运动时LED按照程序编辑好的规律显示，而向另一边运动时LED全灭，此时一个周期就会产生一个下跳沿的信号，信号传递给单片机的INT0端产生中断，对中断的数量计数，当计到一定时时便转换显示的图案，当依次显示完后便回到初始状态进行循环。由于人的视觉滞留时间长达0.1s，所以在每显示完一列LED后加入一段合适的延时，如5ms，每个字之间加入延时如15ms，这样，我们就能看到静态的稳定的字，并且每个字之间是有空隙的。为了让字能够在空间的

5、中部显示，在启动中断显示后延时一段合适的时间，使棒在半圆轨迹的大约1/4处开始显示，这样看到的文字方向才比较正。1.2.2水银开关下图是水银开关的示意图第17页共17页1.2.3复位开关复位开关是与电解电容相并联的，在电解电容不能复位时，就利用按钮开关进行手动复位。1.2.4画面转化开关此开关是为了切换所显示的画面1.3.  软硬件设计1.3.1硬件设计；硬件连接上用水银开关产生的电平转换引发中断，传递给单片机，再由单片机调用点阵文件输出到LED上。下面是电路图：1.3.2、软件设计软件设计流程如下：第17页共17页第17页共17页2.测试系统2.1、测试组成主要测试单片机的工作情况，能

6、否正常用LED显示出各图案，并且记录各图案持续的时间和稳定显示度以及一个循环周期所用的时间。并且检查LED的发光亮度，使之可以明显的分辩出来。用秒表记录。图案持续时间稳点程度LOVE1s较稳定心形图1s较稳定笑脸图2s较稳定2.2、测试方法与数据2.3、测试结果；实验过程中可以看出字数越少看的越清，越是稳定，整体来说这次的作品还是比较成功的，达到了实验要求。第17页共17页3制作过程中的问题及解决方法3.1、硬件电路调试1，在绘制元器件封装图的过程中，常常会忽略元器件封装型号与原理图中的一一对应，导致在元器件加载的过程中系统会报错。那么绘制电路原理图以及元器件封装的过程中要特别注意两者的

7、元器件封装号的一致。2，进行化学腐蚀时，电路板中的导线容易断，富士时间太长，在对电路板进行化学腐蚀时要注意三氯化铁的程度，浓度大会将导线腐蚀，浓度小导致腐蚀时间长，为保证制版质量及提高腐蚀速度，可采用抖动和加热方法。3.2、软件程序调试在字模选取时，字模走向，点阵格式等方面先去不当会导致显示出的图像文字信息等不完整或不能显示，那么，字模选取方面，点阵格式，字模走向等选择必须与硬件电路一一对应。在软件设计程序编程中，延时子程序设计的时