第四組項(xiàng)目搖搖棒

1、 中南大學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告 基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì) 搖搖棒生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告 一：緒論1、前言人眼在觀察景物時(shí)，光信號(hào)傳入大腦神經(jīng)，需經(jīng)過一段短暫的時(shí)間，光的作用結(jié)束后，視覺形象并不立即消失，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現(xiàn)象則被稱為“視覺暫留”。搖搖棒就是基于人的視覺暫留原理的，通過分時(shí)刷新16個(gè)發(fā)光二極管 來顯示輸出文字或圖案等信息的顯示裝置。本次設(shè)計(jì)要求制作完成一個(gè)LED燈顯示的搖搖棒，16個(gè)LED燈一字縱向排列，通過搖動(dòng)時(shí)形成的亮燈扇形區(qū)域來顯示預(yù)先設(shè)定的漢字或圖案，且可以用按鍵對(duì)所顯示內(nèi)容進(jìn)行切換。學(xué)習(xí)了protel軟件的用法，初步了解以單片機(jī)為核心的電子系統(tǒng)體系，對(duì)將要學(xué)習(xí)的單片機(jī)技術(shù)

2、有了初步的認(rèn)識(shí)。2實(shí)習(xí)目的 1 非常重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) 2培養(yǎng)理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的能力 3了解單片技術(shù) 4鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力，掌握電子線路焊接、裝配的基本技能 5了解并掌握本專業(yè)軟硬件設(shè)計(jì)的一些基本問題3實(shí)習(xí)時(shí)間、進(jìn)程安排、地點(diǎn) 9月12日：介紹實(shí)習(xí)的具體情況和各個(gè)項(xiàng)目的要求，選定所做項(xiàng)目：搖搖棒。進(jìn)行需求分析、自由分組。選定項(xiàng)目及分組后，進(jìn)行資料收集、查找及學(xué)習(xí)。9月14日：根據(jù)所選項(xiàng)目，選擇器件類型（我們選擇的是AT89s52芯片），初步了解原理圖的分析與設(shè)計(jì)，提交需求報(bào)告。9月15日：確定最終的原理圖設(shè)計(jì)方案，并確定多需元器件的具體類型和數(shù)量，同時(shí)初步了解相應(yīng)的設(shè)計(jì)程序。參考硬件電路

3、繪制原理圖及PCB繪制，進(jìn)行了proteus仿真，進(jìn)一步了解軟件設(shè)計(jì)程序。9月16日：參照原理圖及開發(fā)板進(jìn)行焊接，尚未對(duì)焊接好的PCB版進(jìn)行程序的寫入和調(diào)試，芯片中的程序演示正常。利用ISP下載端口進(jìn)行程序的寫入，總結(jié)實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)地點(diǎn)：湖南電子集信息實(shí)訓(xùn)基地二：實(shí)習(xí)內(nèi)容1、系統(tǒng)原理框圖 AT89s52芯片復(fù)位按鍵LED燈顯示器切換按鍵彈簧開關(guān)震蕩電路 電源2、視覺暫留原理人眼在觀察景物時(shí)，光信號(hào)傳入大腦神經(jīng)，需經(jīng)過一段短暫的時(shí)間，光的作用結(jié)束后，視覺形象并不立即消失，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現(xiàn)象則被稱為“視覺暫留”。 是光對(duì)視網(wǎng)膜所產(chǎn)生的視覺在光停止作用后，仍保留一段時(shí)間的現(xiàn)象，

4、其具體應(yīng)用是電影的拍攝和放映。原因是由視神經(jīng)的反應(yīng)速度造成的.其時(shí)值是二十四分之一秒。是動(dòng)畫、電影等視覺媒體形成和傳播的根據(jù)。視覺實(shí)際上是靠眼睛的晶狀體成像，感光細(xì)胞感光，并且將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為神經(jīng)電流，傳回大腦引起人體視覺。感光細(xì)胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定時(shí)間的，這就形成了視覺暫停的機(jī)理。2、AT89S52單片機(jī)介紹 89s52是一種 可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU

5、和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89s52是它的一種精簡版本。89s單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。89C51主要特性： 與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8位內(nèi)部RAM 32可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路3、點(diǎn)陣字體介紹 點(diǎn)陣字體也叫位圖字體，其中每個(gè)字形都以一組二維像素信息表示。這種文字顯示方式于較早前的電腦系統(tǒng)被普遍采用

6、。一般我們使用點(diǎn)陣顯示漢字是用16*16的點(diǎn)陣宋體字庫，所謂16*16就是每一個(gè)漢字在縱、橫各16點(diǎn)的區(qū)域顯示，然后用每個(gè)點(diǎn)的虛實(shí)來表示字符的輪廓。4、LED發(fā)光二極管發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子

7、和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。發(fā)光二極管的特點(diǎn)是：工作電壓很低；工作電流很小；抗沖擊和抗震性能好，發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快，可靠性高，壽命長。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。5、PCB板 印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板，簡稱印制板，英文簡稱PCB或PWB，以絕緣板為基材，切成一定尺寸，其上至少附有一個(gè)導(dǎo)電圖形，并布有孔（如元件孔、緊固孔、金屬化孔等），用來代替以往裝置電子元器件的底盤，并實(shí)現(xiàn)電子元器件之間的相互連接。由于這種板是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。習(xí)慣稱“印制線路板”為“印制電路”是

8、不確切的，因?yàn)樵谟≈瓢迳喜]有“印制元件”而僅有布線。采用印制板的德可以減少了布線和裝配的差錯(cuò)，節(jié)省了設(shè)備的維修、調(diào)試和檢查時(shí)間有利于設(shè)計(jì)上的標(biāo)準(zhǔn)化，利于互換，并且布線密度高、體積小、重量輕，利于電子設(shè)備的小型化，此外也有利于機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低了電子設(shè)備的造價(jià)。6、電路原理圖Proteus仿真電路圖13 中南大學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告 基于單片機(jī)的搖搖棒設(shè)計(jì)電路原理圖 芯片引腳圖：7、元件清單AT89s52芯片及芯片座印刷PCB板5mm高亮發(fā)光二極管 17個(gè)晶振 12M30p瓷片電容 3個(gè)電阻 10K電解電容 10uF二極管 IN4007按鍵開關(guān)彈簧開關(guān)排阻 10K*8排針8、電

9、路分部功能原理8.1顯示部分每個(gè)漢字的顯示需要16*16點(diǎn)陣，所以本次所設(shè)計(jì)系統(tǒng)顯示部分由16個(gè)燈組成，由于人的視覺暫留，16個(gè)燈在搖動(dòng)下形成一個(gè)類似于扇形的點(diǎn)陣，通過中央控制器的控制，16個(gè)燈分時(shí)亮滅，可以在此扇形點(diǎn)陣上顯示設(shè)定的內(nèi)容。16個(gè)燈分時(shí)亮滅閃動(dòng)頻率較高，而發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮等優(yōu)點(diǎn)，所以可選用發(fā)光二極管作為顯示燈。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)串聯(lián)了電阻以控制通過管子的電流。其中16個(gè)LED為組成點(diǎn)陣的燈，1個(gè)LED為背景指示燈。82驅(qū)動(dòng)部分單

10、片機(jī)的時(shí)鐘由一個(gè)12MHz的晶振和兩個(gè)30pF的電容組成。單片機(jī)內(nèi)各部件之間有條不紊協(xié)調(diào)工作，其控制信號(hào)是在基本節(jié)拍的指揮下按一定時(shí)間順序發(fā)出的，這些控制信號(hào)在時(shí)間上的相互關(guān)系就是CPU時(shí)序，而產(chǎn)生這種基本節(jié)拍的電路就是振蕩器和時(shí)鐘電路。此振蕩器由XTAL1 端向內(nèi)部時(shí)鐘電路提供12MHz 的時(shí)鐘源信號(hào)。83電源部分 電路原理圖如下圖所示，系統(tǒng)電源D5V為5-6V，由兩節(jié)CR2032的紐扣電池串聯(lián)組成。此外在電路輸入輸出端并聯(lián)了一個(gè)10uF的電容，可改善系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。 8.4切換按鍵按鍵開關(guān)可以控制顯示內(nèi)容切換，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可以不同的顯示內(nèi)容檢切換。8.5水銀開關(guān) 棒在搖動(dòng)時(shí)，只能朝某

11、一個(gè)方向搖動(dòng)時(shí)顯示，否則會(huì)出現(xiàn)重影，所以通過接一個(gè)彈簧開關(guān)來控制。彈簧開關(guān)一端連接89s52的INT0中斷和電源，一端接地，通過搖晃使得彈簧開關(guān)的兩引腳短接或斷開， 交叉輸出高低電平，以此控制使搖搖棒從左向右搖動(dòng)時(shí)將內(nèi)容顯示出來。8.6 ISP擴(kuò)展接口該擴(kuò)展接口有5個(gè)端口，其中VCC接相應(yīng)的5V電源端，GND、RX、TX分別于相應(yīng)的端口連接，實(shí)現(xiàn)程序的擦除與燒寫。8.7 PCB板的安裝和調(diào)試1檢查元器件數(shù)量與質(zhì)量，并將元器件歸類2對(duì)元器件的引腳進(jìn)行整形以方便焊接時(shí)使用。3對(duì)烙鐵鍍錫，并清潔焊接部位。4焊接。焊接的順序是先低后高、先小后大、先輕后重、先易后難、先一般元件后特殊元件，且上道工序安裝

12、后不影響下道工序。5檢查焊接質(zhì)量，對(duì)不符合要求的進(jìn)行修整。6剪去多余的引腳。7下載程序進(jìn)行調(diào)試。9、源程序代碼#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int /宏定義#define KEY P37 /定義畫面切換按鍵uchar KY; /KY作用在后面說明 uchar disp; /顯示漢字指針uchar pic=0,num=0; /pic為按鍵次數(shù)；num為中斷次數(shù)uchar code liu = 0x40,0x80,0x40,0x80,0x42,0x40,0x42,0x20,0x42,

13、0x10,0x42,0x0C,0x42,0x03,0xFE,0x00,0x42,0x03,0x42,0x0C,0x42,0x10,0x42,0x20,0x42,0x40,0x40,0x80,0x40,0x80,0x00,0x00,0x40,0x80,0x40,0x80,0x42,0x40,0x42,0x20,0x42,0x10,0x42,0x0C,0x42,0x03,0xFE,0x00,0x42,0x03,0x42,0x0C,0x42,0x10,0x42,0x20,0x42,0x40,0x40,0x80,0x40,0x80,0x00,0x00,0x80,0x00,0x82,0x80,0x82,

14、0x40,0x82,0x30,0xFE,0x0F,0x82,0x00,0x82,0x00,0x82,0x00,0x82,0x00,0x82,0x00,0xFE,0xFF,0x82,0x00,0x82,0x00,0x82,0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x0C,0x80,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x3F,0x02,0x40,0x04,0x40,0x18,0x40,0x00,0x40,0x00,0x40,0x00,0x78,0x40,0x00,0x80,0x01,0x00,0x0E,0x00,0x00,;ucha

15、r 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,0x03,0xF

16、E,0x07,0xFE,0x0F,0xFE,0x1F,0xFC,0x3F,0xF8,0x7F,0xFC,0x3F,0xFE,0x1F,0xFE,0x0F,0xFE,0x07,0xFE,0x03,0xFE,0x01,0xFC,0x00,0x78,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

17、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*心形圖案*/;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,0x08,0x10,0x04,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF0,0

18、x3F,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,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0

19、x01,0x40,0x01,0xC0,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*呵呵o(_)o圖案*/;unsigned char code mingzi = /*"",*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x88,0x11,0x90,0x09,0x20,0x04,0x40,0x02,0x98,0x19, 0x98,0x19,0x40,0x02,0x20,0x04,0x90,

20、0x09,0x88,0x11,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0xFF,0x22,0x04,0x5A,0x08,0x86,0x07,0x08,0x20,0x88,0x11,0x68,0x0D,0x18,0x41,0x0F,0x81,0xE8,0x7F,0x08,0x01,0x08,0x05,0x08,0x09,0x08,0x30,0x00,0x00,/*"陳",0*/0x10,0x10,0x48,0x30,0x44,0x10,0xC7,0x0F,0x4C,0x88,0x54,0x48,0x04,0x30,0xD4,0

21、x0F,0x48,0x02,0x47,0x04,0x44,0x00,0xCC,0x3F,0x14,0x40,0x04,0x40,0x04,0x78,0x00,0x00,/*"筑",1*/0x20,0x10,0x20,0x30,0x20,0x10,0xFF,0x0F,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x00,0x10,0x10,0x4C,0x10,0x8B,0x09,0x08,0x44,0x08,0x82,0x08,0x40,0xF8,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"均",2*/*"",*/ 0

22、x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x88,0x11,0x90,0x09,0x20,0x04,0x40,0x02,0x98,0x19, 0x98,0x19,0x40,0x02,0x20,0x04,0x90,0x09,0x88,0x11,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x80,0x00,0x60,0x00,0xF8,0xFF,0x07,0x00,0x04,0x00,0xE4,0x0F,0x24,0x04,0x24,0x04,0xE4,0x0F,0x04,0x40,0x04,0x80,0xFC,0x7F,0x04,0x00,

23、0x04,0x00,0x00,0x00,/*"何",0*/0x40,0x00,0x40,0x40,0x42,0x20,0xCC,0x1F,0x00,0x20,0x50,0x50,0x4E,0x4C,0xC8,0x43,0x48,0x40,0x7F,0x40,0xC8,0x4F,0x48,0x50,0x48,0x50,0x40,0x5C,0x00,0x40,0x00,0x00,/*"選",1*/0x00,0x11,0x04,0x11,0x04,0x89,0x04,0x85,0xFF,0x93,0x54,0x91,0x54,0x91,0x54,0xFD,0x

24、54,0x91,0x54,0x91,0xFF,0x93,0x04,0x85,0x04,0x89,0x04,0x11,0x00,0x11,0x00,0x00,/*"基",2*/*"",*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x88,0x11,0x90,0x09,0x20,0x04,0x40,0x02,0x98,0x19, 0x98,0x19,0x40,0x02,0x20,0x04,0x90,0x09,0x88,0x11,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x84,0x00,0x84,0x80,

25、0x44,0x9E,0x44,0x92,0x24,0x92,0x14,0x92,0x0C,0x92,0x07,0x92,0x0C,0x92,0x14,0x92,0x24,0x9E,0x44,0x80,0x44,0x00,0x84,0x00,0x84,0x00,0x00,/*"吳",0*/0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x40,0x38,0x40,0xC8,0x20,0x08,0x11,0x09,0x0A,0x0E,0x04,0x08,0x0A,0x08,0x11,0xC8,0x20,0x38,0x40,0x08,0x40,0x08,0x80,0x08,0

26、x80,0x00,0x00,/*"文",1*/0x80,0x00,0x82,0x00,0x82,0x00,0x82,0x00,0xFE,0xFF,0x82,0x00,0x82,0x00,0x82,0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x0F,0x00,0x40,0x00,0x80,0xFF,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"刊",2*/*"",*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x88,0x11,0x90,0x09,0x20,0x04,0x40,0x02,0

27、x98,0x19, 0x98,0x19,0x40,0x02,0x20,0x04,0x90,0x09,0x88,0x11,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x00,0xE2,0x43,0x22,0x82,0x22,0x42,0x3E,0x3E,0x80,0x00,0x80,0x00,0xFF,0xFF,0x80,0x40,0xA0,0x21,0x90,0x06,0x88,0x08,0x86,0x10,0x80,0x20,0x80,0x40,0x00,0x00,/*"張",0*/0x00,0x01,0x80,0x00,0x60,0x00,0

28、xF8,0xFF,0x07,0x00,0x00,0x00,0xF8,0xFF,0x08,0x41,0x0C,0x41,0x0B,0x41,0x08,0x41,0x08,0x41,0x08,0x41,0xF8,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"伯",1*/0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0xFE,0x03,0x40,0x0C,0xA0,0x10,0x10,0x21,0x08,0x42,0x00,0xF0,0x

29、00,0x00,/*"飛",2*/;/*函數(shù)聲明*/void display1(void);void display2(void);void display3(void);void display4(void);/*n（us）延時(shí)子程序*/void DelayUs(uint N) uint x; for(x=0; x<=N;x+);/*中斷服務(wù)程序*/void intersvr0(void) interrupt 0 using 1 KY=KY; /每個(gè)搖動(dòng)來回水銀開關(guān)會(huì)在擺幅兩端分別產(chǎn)生下降沿中斷，只提取其中一次（從左向右搖才顯示） if(KY=0) num+; /計(jì)算中斷次數(shù) switch(pic) /選擇畫面 case 0:display1();break; case 1:display2();break; case 2:display3();break; case 3:display4();break;