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1、 . . . 基于单片机的摇摇棒模型毕业设计目录摘要1Abstract2绪论31总体设计方案51.1摇摇棒原理及介绍51.2硬件设计51.3软件设计62硬件电路实现62.1STC89c52单片机介绍及基本电路62.1.1STC89C52芯片62.1.2复位电路82.1.3时钟电路92.2LED基本介绍及原理102.2.1LED部结构及原理102.2.2LED硬件电路112.3开关电路112.4ISP下载电路123软件设计及实现133.1开发环境133.2汉字图形取模软件143.3N-S流程图153.4LED控制软件实现163.5字模数据处理174测试及结果17结束语19致20参考文献21附录1
2、 程序源代码22 . . . . 附录2 电路原理图28附录3 摇摇棒实物图29摘要本文详细介绍了一种基于8051单片机的16LED摇摇棒。通过单片机为主控制器控制分时控制高亮LED灯的现实。为了实现摇摇棒所需要的功能，提出了系统的总体设计方案。系统包括了16位LED点阵、单片机最小电路、滚珠开关电路、烧录电路等部分，并对各个部分进行测试。本系统基于STC89C52单片机控制LED的显示，及其他各个部分的功能实现。最后给出了实验的结果和效果分析。通过实验，表明达到的所要的效果，并对一些开发环境、实验过程中所用到的软件进行一定性的介绍。本系统结构简单、实用、能扩展的功能多，前景应用非常可观。关键
3、词：STC89C52，LED，ISP，摇摇棒AbstractThis paper describes the 16 LED 8051 based shook his stick. MCU-based controller by sharing control LED lights highlight the reality. In order to achieve the functionality required shook his stick, raised the overall design of the system. System includes a 16-bit LED do
4、t matrix, microcontroller minimum system, vibration sensor system, and some other programming system, and the parts for testing. The system is based on STC89C52 MCU LED display, and other various parts of the function realization. Finally, the experimental results and results analysis. Through the e
5、xperiment, that meet the technical indicators, and some of the development environment, EDA software and test software used in the process of a certain introduction. The system is simple, practical, able to multi-function expansion, the outlook application is very impressive.KEYWORDS:STC89C52, LED ,
6、ISP, Shook rods绪论社会在进步，科技在发展。今时今日，人们在日常生活或工作后，供给给人的娱乐信息方式不断的发展，各类信息不断的让人接受，各类新奇的产物由此诞生。就如互联网发展的现在，人们能做的事情更多这是个伟大的技术带来的，往后的发展会让人们的生活更加的便捷、能做更多的事情。人们在娱乐的过程更重要的是满足人的精神，显示技术的诞生，带来了信息的传递，生活水平的提高，技术的发展。比如:电视机、电脑显示器、3D显示技术、点阵屏显示技术等。其中现在的电视机、电脑显示器都发展的非常好，这两类产品在市面上有液晶、等离子、LED、3D显示技术，其中3D是近几年比较热的技术，特别是在国外3D技术
7、比较成熟，但国还很少能有这样的技术。随着新的技术不断的涌入，那一些老的技术是不是没有他存在的价值了呢？这个问题要问市场，市场是决定技术是否可持续发展的一个重要指标。LED显示技术发展历程又40年了，但它在当今的社会上还是运用很广，就是因为它还有他的使用价值，并不是每种技术都能适应大众的口味。发展至今LED开始进入多种应用领域，包括宇航、飞机、工业应用、通信、消费类的产品等,遍及国民经济的各个部门和千家万户。日常我们能够看见LED最直观的技术就是大街小巷的电子广告牌和一些大都市的LED显示屏幕。在国外LED厂商已经形成各自的技术特色。日本日亚化学处于全球技术领先水平，垄断高端白色、蓝、绿色LED
8、的市场，丰田合成在白光LED及车灯照明技术开发据国际前端；美国Cree的碳化硅衬底生长GaN外延片国际领先，传统照明巨头Philips绝对控股的美国Lumileds功率型白光LED国际领先；传统照明巨头Osram欧司朗控股的德国欧司朗光电半导体功率型LED封装和车用LED灯具开发国际领先在国随着LED技术上的突破，不断出现的高亮度LED、蓝光和白光LED、功率LED和LED模块，早期LED的技术标准远不能满足要求，特别是近年来发展起来的半导体照明产品，更需要重新制定产品标准。近两年科技部、信息产业部等相关部委均在积极推动LED相关标准的制定工作。从国外国的对LED的发展前景来看，LED还是很热
9、的技术，发展的前景非常广阔，其实LED技术不只是应用在那些大型的项目在一些较小的项目中也有它的发展优势。因此提出了摇摇棒这个课题，摇摇棒比传统的荧光棒更加的环保更加的耐用，环保这个问题和资源的合理应用是各国最头疼的问题。摇摇棒又叫闪字棒、魔幻棒，它最大的特色是现实图形或文字，它主要应用在一些大型的演唱会、歌友会、游行等。人们最大的满足就是精神的最求，在摇摇棒上输入自己喜爱的歌星或一些标语，即可满足精神的需求。国生产的摇摇棒主要特征有低功耗、外形小巧、LED灯显示不同的颜色、配备有USB下在程序、自适应摇晃速度等。一般2节3号电池即可驱动，配备更多的取模工具和下载工具，能够显示中文、日文、文、英
10、文及图形等效果。在这些基础上可扩展的空间很大，市场的前景也很好。本文是基于8051单片机16 LED摇摇棒的设计，首先，要实现摇摇棒的硬件设计，并经过测试硬件的可用性。这部分电路主要包括了单片机的最小系统电路、16 LED的硬件电路、ISP的下载电路和中断电路。软件部分主要是完成摇摇棒的程序设计以及取模软件的使用。最后硬件和软件整合实现摇摇棒的功能。这里采用了宏晶公司的STC89C52单片机为主要控制核心。1 总体设计方案这章节详细介绍了基于8051单片机摇摇棒的总体设计方案。1.1 摇摇棒原理及介绍众所周知，人的眼睛存在视觉暂留得现象，正是因为眼睛的反应迟钝，才丰富了人的视觉感受。LED摇摇
11、棒很好地利用人眼睛的视觉暂留得特性，通过一定数量的LED发光二极管配合手的左右摇晃就可以呈现一幅完整的画面，可以显示字符、图片等。在市面上所出售的摇摇棒具有体积小、功耗小、LED多颜色、可下载程序等功能。1.2 硬件设计摇摇棒的电路主要由单片机的时钟电路、单片机的复位电路、LED点阵电路、ISP下在电路和外部中断电路构成。摇摇棒的电路经过仔细的分析和设计采用了单片机上电即可复位，手动复位不合适用在这里使用，这样可以降低成本。外部中断电路使用了滚珠开关，为了保证16颗LED灯这里采用了IN4007整流管做保护，电路中使用STC89C52单片机，MAX232等芯片。图1-1为摇摇棒的总体模块图。M
12、CU最小电路外部中断电路LED电路ISP下载电路图1-1 总体模块图1.3 软件设计软件部分，主要通过编程实现单片机对各个电路模块进行控制，这里使用C语言编程。实现的功能主要有如下几个方面：（1）当摇晃时摇摇棒的外部中断电路会给单片机一个下降沿中断，如果达到左右左一个周期并记录下来；（2）如果外部中断达到一个周期输入数据给LED灯；（3）输出数据后延时一段时间；（4）从置外部中断的次数为0，好为下一次显示数据做好准备；2 硬件电路实现本章节介绍了摇摇棒的所有模块的电路设计及实现方法。2.1 STC89c52单片机介绍及基本电路要想顺利的使用单片机，必须对某个型号的单片机进行了解，这里以STC8
13、9C52单片机为例理解它的最基本的组成电路。2.1.1 STC89C52芯片在单片机家族的众多成员中，MCS51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要 市场，成为国单片机应用领域中的主流。世界各大单片机厂商都在MCS51上投入了大量的资金和人力，围绕51核，衍生出许多品种，增强51单片机的各 种功能。MCS51家族是目前在单片机领域发展最快的一个品种。STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。它们在指令系统、硬件结构和片资源上与标准8052单片机完全兼容，DIP40封装系 列与8051为pin-to-pin兼容。ST
14、C89系列单片机高速(最高时钟频率90MHz)，低功耗，在系统/在应用可编程(ISP，IAP),不占 用户资源。STC89系列单片机不同的型号除了在ROM有大小的限制，其他的功能类似。所以在选择单片机的时候可以考虑是否用到那么大的ROM，这样会省去不必要的成本，不同ROM的单片机的价格上也有很大的差异。STC89C52单片机的主要特性：（1）80C51核心处理器单元；（2）3V/5V工作电压，操作频率033MHz（STC89LE516AD最高可达90MHz）；5V工作电压，操作频率040MHz；（3）大容量部数据RAM：1K字节RAM；（4）8kB片Flash程序存储器，具有在应用可编程(IA
15、P) ,在系统可编程(ISP)，可实现远程软件升级，无需编程器；（5）支持12时钟(默认)或6时钟模式；（6）双DPTR数据指针；（7）SPI(串行外围接口)和增强型UART ；（8）PCA(可编程计数器阵列)，具有PWM的捕获/比较功能；（9）4个8位I/O口，含3个高电流P1口，可直接驱动LED；（10）3个16位定时器/计数器；（11）可编程看门狗定时器(WDT)；（12）低EMI方式(ALE禁止)；（13）兼容TTL和COMS逻辑电平；（14）掉电检测和低功耗模式等；STC89C52单片机引脚图如2-1所示：图2-1 单片机引脚图引脚定义见表2-1：引脚序列口引脚功能18P1.0P1.78位准双向IO口9RST复位输入口10
