LED显示摇棒制作|LED|单片机

LED显示摇棒制作

2012-09-08

nim

标签： LED 单片机

作者：nim

email: linyige@yahoo.com

本设计版权归作者所有，请勿擅自用于商业目的，转载请注明作者及出处。

情人节我们做电的兄弟们送什么礼物给心仪已久的MM？给大家提供一个适合作为礼物的简单电路，自己动手做的漂亮玩具一定会是送给MM的最好的礼物。

显示效果图片

原理图

以下是详细说明：

图形显示的原理：

利用人眼的视觉暂留效应，使手在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。

物理机制：

当我们在摆动手臂的时候，短时间内摆动位置和左右幅度不会有太大变化，利用我们手臂的这个运动规律，只要能得到棒从一侧摆动到另一侧的时间，然后把这个时间分成N份，然后在每一份的时间里显示不同的花样就能实现图形的显示。当我们在摆动手臂的时候，并不能预先得知此次摆动需要的时间，怎样得到从一侧摆动到另一侧的时间呢？

再想想，短时间内我们手臂的摆动频率也不会有特别大的变化，我们只要能得到前一次摆动所用的时间，然后用这个时间近似得到下一次摆动所需要的时间，然后分N份就可以了。得到一次摆动所需的时间的任务由光遮断器完成，在棒上装一个可以摆动的用来遮挡光遮断器光线的细杆，粗细比光遮断器的狭缝稍宽，我用的是整流桥焊后剪下的一段管脚。每左右摆动一次这个杆就会通过一次光遮断器，使单片机产生一次中断，两次中断之间的时间就是想要得到的时间，实现这个功能用掉2051的一个定时器T0和外部中断INT0。然后用2051的另一个定时器T1，其定时时间是T0的N分之一，每次中断依次显示一列，就是照片上的效果。

再细想一下，手臂摆动的频率大于2Hz的时候才大概能由视觉暂留看出图形，再快也不过十几Hz，由T0为16位定时器的最长计时时间得到2051的时钟频率1MHz最合适，还有遮挡用的细杆的粗细也可以大概估算，使其不会对计时精度产生太大影响。

所用元件：

AT89C2051 8元

高亮LED共8个 3.6元

电池盒 0.5元

单面万用板 8元可以裁成3块，做3个摇棒

陶瓷谐振器 1元

光遮断器 2元

电阻电容导线 2元

外壳* 0.7元可以裁成2块

可选元件：

电源开关 1元

总成本不超过20元

*外壳我用在家乐福买的半透明文件夹卷成的

此电路电路非常简单，代码短，但是用到了2051的外部中断编程和T0、T1定时器编程，非常适合初学者练习。我制作这个玩具花费了两个晚上的时间。此电路和程序还有扩展改进的空间，如在长时间不摆动的情况下可以使单片机进入省电模式，显示不仅限于对称图片等，大家可以试试。

以下是源程序：

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// LED显示摇棒
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// 作者：nim 于 http://www.21icbbs.com 2005-1-7
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// email: linyige@yahoo.com
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// 本设计版权归作者所有，请勿擅自用于商业目的，转载请注明作者及出处
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#include <reg51.h>
#define SEG 17 //每帧图片分成17列来显示 
#define INTERVAL 20 //每幅图片在左右摇摆20次后换下一幅
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
code char pattern[17][3] = { //3幅图片的字模
    {0xff, 0xff, 0xff},
    {0xff, 0xff, 0xff},
    {0xff, 0xff, 0xff},
    {0xff, 0x9f, 0xff},
    {0xff, 0x6f, 0xf9},
    {0xff, 0x77, 0x65},
    {0xfe, 0xbb, 0x1e},
    {0x7e, 0xdd, 0xfe},
    {0x00, 0xee, 0xfe},
    {0x7e, 0xdd, 0xfe},
    {0xfe, 0xbb, 0x1e},
    {0xff, 0x77, 0x65},
    {0xff, 0x6f, 0xf9},
    {0xff, 0x9f, 0xff},
    {0xff, 0xff, 0xff},
    {0xff, 0xff, 0xff},
    {0xff, 0xff, 0xff},
};
uchar phase, th1, tl1, index, count;
main()
{
    EA = 0;
    EX0 = 1;
    ET1 = 1;
    PX0 = 1;
    IT0 = 1;
    TMOD = 0x11;
    index = 0;
    EA = 1;
    while (1) {
    }
}
void Int0_Handle(void) interrupt 0 using 2
{
    uint t0_time;
    TR0 = 0;
    TR1 = 0;
    TF1 = 0;
    t0_time = TH0 << 8 | TL0;
    TL0 = 0;
    TH0 = 0;
    TR0 = 1;
    t0_time = 65535 - t0_time / SEG;
    th1 = t0_time / 256;
    TH1 = th1;
    tl1 = t0_time % 256;
    TL1 = tl1;
    if (count < 3 * INTERVAL) { //3幅图片循环
        count++;
    }
    else {
        count = 0;
    }
    index = count / INTERVAL;
    if (th1 != 0xff || tl1 != 0xff) { //如果摆动特别慢，定时器溢出就不显示
        phase = 0;
        TR1 = 1;
    }
    else {
        TR1 = 0;
    }
}

void Timer1(void) interrupt 3 using 3
{
    if (phase < SEG) { //17段依次显示
        P1 = pattern[phase][index];
        phase++;
        TH1 = th1;
        TL1 = tl1;
    }
}

可能会用到的工具/仪表