自适应摇摇棒制作

摇摇棒的制作大家知道，人的眼睛存在视觉暂留现象，正因为眼睛的反应迟钝，才丰富了人的视觉感受。

LED摇摇棒很好地利用了人眼的视觉暂留特性。

下图是基于51单片机控制、16只高亮度LED发光二极管构成的摇摇棒，配合手的左右摇晃就可呈现一幅完整的画面，可以显示字符、图片等。

实物外形图：基本原理与硬件电路设计：16只LED发光管作为画面每一列的显示，左右摇晃起到了扫描的作用，人眼的视觉暂留现象使得看到的是一幅完整的画面。

与LED点阵的显示有几分相仿。

硬件电路如下图（点击可放大）。

系统电源VCC为5V，下载程序和调试时一定要保证5V电压，实际使用时用3节干电池串联4.5V即可。

AT89S52单片机作为控制器，在它的P0、P2口接有16只以共阳的方式连接的高亮度LED，由单片机输出低电平点亮。

P0口的上拉电阻RA1不能少。

串在LED公共端的二极管D1会产生一定的压降，用来保护LED，经实测LED点亮时两端电压为3V左右，在LED的安全承受范围内。

K1是画面切换开关，用于切换显示不同内容；S1为水银开关。

水银开关的作用：棒在摇动时，只能在朝某一方向摇动时显示，否则会出现镜像字或镜像画面，所以通过接一只水银开关来控制，使摇摇棒从左向右摇动时将内容显示出来。

硬件制作：使用的是直径5mm的红色高亮LED，感觉太大了些，远看效果很好但近看时字不够连贯。

建议使用直径为3mm的高亮LED，颜色可根据个人喜好选择。

水银开关里的水银珠很活跃，导致在接通时容易产生抖动，所以将水银开关斜向上放置（尖尖朝斜上方45°角），靠水银珠自身重力的作用减少抖动：IC座里面隐藏元件，既美观又能保护元件：软件设计：/**********************************************************程序名称：LED摇摇棒显示64*16像素简要说明：外部中断方式INT0显示；取模方式：纵向取模、字节倒序编写：最后更新：08/11/15晚**********************************************************/#include <AT89X52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int //宏定义#define KEY P3_0 //定义画面切换按键uchar KY; //KY作用在后面说明uchar disp; //显示汉字指针uchar pic=0,num=0; //pic为按键次数；num为中断次数uchar code love[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x3F,0x00,0x20,0x00,0x20 ,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0xF8,0x0F,0x04,0x10,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x04,0x10,0xF8,0x0F ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x07,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x20 ,0x00,0x10,0x00,0x08,0xFE,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x3F,0x82,0x20 ,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x82,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,/*LOVE*/};uchar code loveyou[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x78,0x00,0xFC,0x00,0xFE,0x01,0xFE,0x03,0xFE,0x07,0xFE,0x0F,0xFE,0x1F ,0xFC,0x3F,0xF8,0x7F,0xFC,0x3F,0xFE,0x1F,0xFE,0x0F,0xFE,0x07,0xFE,0x03,0xFE,0x01 ,0xFC,0x00,0x78,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,/*心形图案*/};uchar code hehe[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x01,0x40,0x01,0xC0,0x01,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0xF0,0x0F,0x08,0x10,0x04,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF0,0x3F,0x08,0x00 ,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00,0xF0,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20 ,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF0,0x3F,0x08,0x00 ,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00,0xF0,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x20 ,0x08,0x10,0xF0,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x01,0x40,0x01,0xC0,0x01,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,/*呵呵o(∩_∩)o图案*/};unsigned char code hanzi[] = {//-- 欢 --0x04,0x10,0x34,0x08,0xC4,0x06,0x04,0x01,0xC4,0x82,0x3C,0x8C,0x20,0x40,0x10,0x30, 0x0F,0x0C,0xE8,0x03,0x08,0x0C,0x08,0x10, 0x28,0x60,0x18,0xC0,0x00,0x40,0x00,0x00, //-- 迎 --0x40,0x00,0x42,0x40,0x44,0x20,0xC8,0x1F, 0x00,0x20,0xFC,0x47,0x04,0x42,0x02,0x41, 0x82,0x40,0xFC,0x7F,0x04,0x40,0x04,0x42, 0x04,0x44,0xFE,0x63,0x04,0x20,0x00,0x00, //-- 使 --0x40,0x00,0x20,0x00,0xF8,0xFF,0x07,0x00, 0x04,0x80,0xF4,0x43,0x14,0x45,0x14,0x29, 0x14,0x19,0xFF,0x17,0x14,0x21,0x14,0x21, 0x14,0x41,0xF6,0xC3,0x04,0x40,0x00,0x00, //-- 用 --0x00,0x80,0x00,0x60,0xFE,0x1F,0x22,0x02, 0x22,0x02,0x22,0x02,0x22,0x02,0xFE,0x7F, 0x22,0x02,0x22,0x02,0x22,0x42,0x22,0x82, 0xFF,0x7F,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, //-- 神 --0x08,0x01,0x88,0x00,0x49,0x00,0xEE,0xFF, 0x58,0x00,0x88,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x1F, 0x88,0x08,0x88,0x08,0xFF,0xFF,0x88,0x08, 0x88,0x08,0xFC,0x1F,0x08,0x00,0x00,0x00, //-- 奇 --0x40,0x00,0x40,0x00,0x44,0x00,0x44,0x3E, 0x64,0x12,0x54,0x12,0x4C,0x12,0x47,0x12, 0x4C,0x3F,0x54,0x42,0x74,0x80,0xC6,0x7F, 0x44,0x00,0x60,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00, //-- 魔 --0x00,0x40,0x00,0x30,0xFE,0x8F,0x4A,0x80, 0xAA,0x5F,0x9A,0x4A,0xFE,0x2A,0xAA,0x1A, 0xCB,0x0F,0xAA,0x7A,0xFE,0x8A,0x9A,0xAA, 0xAA,0x8F,0x6B,0x80,0x22,0xE0,0x00,0x00, //-- 幻 --0x80,0x20,0xC0,0x30,0xA0,0x28,0x98,0x24, 0x87,0x22,0x80,0x21,0xC4,0x30,0x04,0x60, 0x04,0x00,0x04,0x20,0x04,0x40,0x04,0x80, 0x04,0x40,0xFE,0x3F,0x04,0x00,0x00,0x00, //-- 摇 --0x10,0x02,0x10,0x42,0x10,0x81,0xFF,0x7F, 0x90,0x04,0x54,0x05,0xCC,0xF4,0xB4,0x44, 0x84,0x44,0xBC,0x7F,0x82,0x44,0xA2,0x44, 0x9B,0xF4,0x82,0x06,0x00,0x04,0x00,0x00, //-- 摇 --0x10,0x02,0x10,0x42,0x10,0x81,0xFF,0x7F,0x90,0x04,0x54,0x05,0xCC,0xF4,0xB4,0x44,0x84,0x44,0xBC,0x7F,0x82,0x44,0xA2,0x44,0x9B,0xF4,0x82,0x06,0x00,0x04,0x00,0x00,//-- 棒 --0x10,0x04,0x10,0x03,0xD0,0x00,0xFF,0xFF,0x90,0x00,0x54,0x05,0x44,0x12,0xD4,0x15,0x74,0x14,0x5F,0xFF,0xD4,0x14,0x54,0x15,0x56,0x12,0x44,0x06,0x40,0x02,0x00,0x00,//-- ！ --0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7C,0x10,0xFE,0x3B,0xFE,0x3B,0x7C,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};/*****函数声明*****/void display1(void);void display2(void);void display3(void);void display4(void);/*****n（us）延时子程序*****/void DelayUs(uint N){uint x;for(x=0; x<=N;x++);}/*****中断服务程序*****/void intersvr0(void) interrupt 0 using 1{KY=~KY; //每个摇动来回水银开关会在摆幅两端分别产生下降沿中断，只提取其中一次（从左向右摇才显示）if(KY==0){num++; //计算中断次数switch(pic) //选择画面{case 0:{display1();}break;case 1:{display2();}break;case 2:{display3();}break;case 3:{display4();}break;default:{display1();}}}}/*****显示子程序1（汉字）*****/void display1(void){uchar i;if(num>10){disp++;num=0;} //12个汉字分为3次显示完（每次显示4个），每中断10次切换if(disp>2)disp=0;DelayUs(5200); //此处延时时间依各硬件差别而各不相同，试着调整使得显示内容居中即可for(i=0;i<64;i++){P0=~hanzi[disp*128+i*2];P2=~hanzi[disp*128+i*2+1];DelayUs(100);}}/*****显示子程序2（LOVE）*****/void display2(void){uchar i;DelayUs(4000);for(i=0;i<64;i++){P0=~love[i*2];P2=~love[i*2+1];DelayUs(120);}}/*****显示子程序3（心形图案）*****/void display3(void){uchar i;DelayUs(4000);for(i=0;i<64;i++){P0=~loveyou[i*2];P2=~loveyou[i*2+1];DelayUs(120);}}/*****显示子程序4（呵呵o(∩_∩)o图案）*****/void display4(void){uchar i;DelayUs(4000);for(i=0;i<64;i++){P0=~hehe[i*2];P2=~hehe[i*2+1];DelayUs(120);}}/*****主函数*****/void main(void){IT0=1;EX0=1;EA=1; //开中断，下降沿中断KY=0;while(1) //主程序中只检测按键{if(KEY==0) //画面切换键按下{DelayUs(10000); //按键去抖if(KEY==0);pic++;}if(pic>3)pic=0;}}/*****END*****/51最小系统制作材料规格数目价格/带串口万用板 1 10 stc89C52 1 7 按键开关 1 0.2常开按钮开关 2 1 发光二极管（红 5mm）（蓝色 3mm）红色10个，蓝色3个0.1电解电容10uF 2电阻220、417K、1K 20 0.0排阻 4.7K*9P 1 0.3瓷片电容104/30 10 0.0三极管8550 1 0.15V蜂鸣器 1 0.5一位数码管共阴 2 2 单排针 2 0.3 USB-A加配套的USB线 1 1 MAX232 1 2紧锁座40P 1 0.2芯片座IC-16P 1 0.4晶振12M 1 0.8蜂鸣器 1串口线 18550 1 红外编码芯片5104 2DA转换器DAC0832 1单股线5M摇摇棒制作芯片座AT89s52或stc型万用板5mm高亮发光二极管16晶振12M 0.8 130p瓷片电容0.05 10电阻10K 0.01 10电解电容10uF 1二极管IN4007 0.1 1按键开关0.2 1水银开关 1 1排阻10k*8 0.3 1导线（最好为排线）40PZUO电阻1k电解电容 220u40p座。

摇摇棒方案1、LED摇摇棒硬件系统的组成本次设计的简单有趣的LED摇摇棒，它是基于单片机控制的电子装置。

具有按键进行画面切换和消除重影等功能，能使画面清晰显示出来。

它主要由单片机控制部分，LED驱动部分，LED显示部分组成，其硬件组成框图如图1所示。

1.1LED摇摇棒按键模块本设计中通过一个画面切换开关对显示的内容进行切换。

在设计中通过开关来控制摇摇棒只能向一边摇动时显示信息，否则会出现镜像字或镜像画面，也就是重影的现象。

可选的摇动控制开关有水银开关和开关两种。

水银开关稳定性较高，但安全性较差。

开关虽然稳定性稍差，但不容易被打破，安全度很高。

考虑到实际应用环境，故选用开关作为系统的摇动控制，由开关带来的不稳定性可以通过软件进行弥补。

手动复位开关的功能是控制系统的启停。

1.2LED摇摇棒控制部分单片机最小系统作为整个系统的控制核心，它主要负责控制二极管的亮灭及显示状态。

通过单片机的软件编程及外部中断，来控制摇摇棒的显示效果。

1.3LED显示模块此设计中根据LED点阵的显示原理来设计显示部分。

点阵的显示分为行扫描与列扫描两种，列扫描是将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。

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，在设计中使用了16个高亮度LED管将它们排成一列，整个屏在静止时也就相当于16行×1列。

数据传输时同样使用行送数据、列扫描。

在摆动过程中，应用人眼的视觉暂留原理，被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，这样，一幅图案也就可以这样被“摆动”出来了。

根据系统分析，具体的硬件电路连如图2所示。

在具体制作硬件的时候，将16个3mm高亮度红色的LED排列成整齐的一列。

# 创新设计16个LED灯的摇摇棒，可显示英文、图形及汉字# 仅需5种元器件（单片机、LED、导线、电池和塑料壳），让DIY简单、快速# 往返双程扫描，慢速摇动也可清晰显示# 敲击字幕切换功能，无需按键操作# 在软件上有很大的升级空间（包括双色显示、LED测光等）-----------------------------------------------------------------------[注意事项]-----------------------------------------------------------------------# HEX文件烧写时需选择“内部RC时钟”# 本制作采用STC12C5A60S2单片机，不可以用其他型号单片机替代# 惯性开关在制作时注意静止时开关柄到左右触点间的距离应尽量相等# 本制作无开关，不用时需取下电池或在电池间塞入绝缘纸片单片机采用STC12C5A60S2（1pcs）- 0805型贴片式LED灯（16pcs）- CR2032钮扣电池（2pcs）- 具有一定弹性的导线和废弃的元器件引脚- 用来包装DIP40脚单片机的塑料壳（1pcs）- 确保单片机可以放入并有较大余地- 用钳子将P0、P2接口所在一侧的引脚全部向外弯折- 目的是保证将单片机放入塑料壳时不会左右乱窜- 弯折时尽量不断放入塑料壳中比对- 擦拭弯折后的引脚表面确保无污物可以顺利上锡- 用摄子取出贴片LED灯并焊接在单片机引脚上- 从P2.0引脚开始焊接左边焊LED负极（P2.0负极、P2.1正极）- 依次焊接16个LED灯到P0.2引脚为止- 将一支废弃元器件引脚对折并焊接在弹性导线上- 弹性导线的另一端焊接在单片机的第20脚上（GND）注意掌握导线长度- 将P1.3引脚弯折至芯片底部再用废弃元器件引脚向上延长P1.2引脚- 使之形成惯性开关的两个触点再把P1.4引脚略向内弯曲形成侧撞触点- 把一支废弃的元器件引脚焊接在单片机的第40脚上（VCC）- 再取一段导线将一端焊接在单片机的第20脚上（GND）- 导线另一端的接头处挂大量的锡- 用胶带固定导线使之在摇动时不易乱窜- 此时在单片机一侧形成了电源的正、负极接口将钮扣电池重叠后放入正、负极接口处- 最后将单片机连同电池一并塞进塑料壳中- 用透明胶带把开口处包好 - 因摇动时的离心力向上所以单片机及电池不会向下滑落无需设计下方固定希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。

《单片机基础》课程实习指导手册——制作摇摇棒摇摇棒硬件部分由单片机最小系统、LED灯条、电池盒三部分组成。

其中最小系统和LED 灯条需要手工在万用板上焊接。

图 1 单片机最小系统图 2 LED灯条任务一：认识实验所需元件图 3 本次实习所用元件请根据以上电路图和原件实物，在下面所给的万用板模拟图中描绘出单片机最小系统的线路布局。

图 4 焊接元件的万用板任务二：根据设计好的电路走线焊接电路提示（电路板的焊接技巧）：在焊接时，先使用烙铁加热焊件，然后将焊锡送入焊盘与烙铁之间，当焊锡在焊盘和引脚之间形成圆锥型时，移开烙铁和焊锡便完成了元件的焊接。

图 5 焊接过程示意图请根据以下步骤焊接各元件。

图 6 步骤一（插入单片机底座并焊接底座）如图6所示，将单片机底座插于万用板正面，翻转电路板，对底座引脚逐一进行焊接。

图7 步骤二（插入排针并焊接排针）如图7所示，将每段20脚的排针从中间掰成两段，每段10脚，插于单片机底座两侧，翻转电路板，对排针引脚逐一进行焊接。

图8 步骤三（锡连单片机底座和排针的对应引脚）如图8所示，在排针焊接完成后，用焊锡将单片机底座与排针按照线路布局相连。

图9 步骤四（焊接晶振和两个陶瓷电容）如图9所示，将晶振和两个30pF的谐振电容焊接在单片机插座的内部，靠近20脚的位置。

用铜丝将晶振与单片机链接好。

图10 步骤五（焊接电解电容）如图10所示，将47uF的电解电容引脚用镊子弯折，焊接在万用板上。

并依照电路图1将其余元件焊接好。

将电池盒连接到万用板上。

最后在万用板上写上学号和姓名，最小系统制作就完成了。

图11 在制作好的电路板上写上学号和姓名图12 焊接LED灯如图12所示，将大块的万用板分开，按照电路图2将发光二极管排列为共阳极方式。

进行焊接。

任务三：对焊接好的电路检测是否工作正常图13 测量系统的工作电压如图13所示，用万用表对最小系统的电压进行测试，红表笔接40脚（VCC），黑表笔接20脚（VSS），电压应该为+4.5V~+5V之间。