搖搖棒本為開發套件
，全部采用直插的器件。顯示的LED采用了5mm超高亮30度聚光發光二極管，共 32隻。控製芯片采用宏晶單片機STC11F03E
，其內部有3K的程序存儲空間
，256字節的數據存儲空間
，另外其內部還有2K的EEPROM空間。設計可以通過串口
，把下載的畫麵數據到內部的EEPROM
，掉電後
，也不會丟失。

本文通過研究利用事先編好程序來控製16個LED發光二極管
，並配合左右手的搖晃來顯示字符和簡易圖形的電子裝置（簡稱為“搖搖棒”），設計並製作一個依靠搖動能顯示字符、圖形的LED 顯示棒。此裝置利用AT89C51單片機對發光二極管陣列進行控製。用滾珠開關檢測當前搖動狀態，單片機控製16個發光二極管進行不同頻率的亮滅刷新，隻要搖動就可以顯示輸出文字及圖案等信息，從而達到在該視覺平麵上傳達信息的作用。

1 LED搖搖棒硬件係統的組成

本次設計的簡單有趣的LED搖yao搖yao棒bang，它ta是shi基ji於yu單dan片pian機ji控kong製zhi的de電dian子zi裝zhuang置zhi。具ju有you按an鍵jian進jin行xing畫hua麵mian切qie換huan和he消xiao除chu重zhong影ying等deng功gong能neng，能neng使shi畫hua麵mian清qing晰xi顯xian示shi出chu來lai。它ta主zhu要yao由you單dan片pian機ji控kong製zhi部bu分fen，LED驅動部分
，LED顯示部分組成，其硬件組成框圖如圖1 所示。

1.1 LED搖搖棒按鍵模塊

本(ben)設(she)計(ji)中(zhong)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)畫(hua)麵(mian)切(qie)換(huan)開(kai)關(guan)對(dui)顯(xian)示(shi)的(de)內(nei)容(rong)進(jin)行(xing)切(qie)換(huan)。在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)通(tong)過(guo)滾(gun)珠(zhu)開(kai)關(guan)來(lai)控(kong)製(zhi)搖(yao)搖(yao)棒(bang)隻(zhi)能(neng)向(xiang)一(yi)邊(bian)搖(yao)動(dong)時(shi)顯(xian)示(shi)信(xin)息(xi)，否(fou)則(ze)會(hui)出(chu)現(xian)鏡(jing)像(xiang)字(zi)或(huo)鏡(jing)像(xiang)畫(hua)麵(mian)，也(ye)就(jiu)是(shi)重(zhong)影(ying)的(de)現(xian)象(xiang)。可(ke)選(xuan)的(de)搖(yao)動(dong)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)有(you)水(shui)銀(yin)開(kai)關(guan)和(he)滾(gun)珠(zhu)開(kai)關(guan)兩(liang)種(zhong)。水(shui)銀(yin)開(kai)關(guan)穩(wen)定(ding)性(xing)較(jiao)高(gao)，但(dan)安(an)全(quan)性(xing)較(jiao)差(cha)。滾(gun)珠(zhu)開(kai)關(guan)雖(sui)然(ran)穩(wen)定(ding)性(xing)稍(shao)差(cha)
，但(dan)不(bu)容(rong)易(yi)被(bei)打(da)破(po)，安(an)全(quan)度(du)很(hen)高(gao)。考(kao)慮(lv)到(dao)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)環(huan)境(jing)，故(gu)選(xuan)用(yong)滾(gun)珠(zhu)開(kai)關(guan)作(zuo)為(wei)係(xi)統(tong)的(de)搖(yao)動(dong)控(kong)製(zhi)，由(you)滾(gun)珠(zhu)開(kai)關(guan)帶(dai)來(lai)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)性(xing)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)進(jin)行(xing)彌(mi)補(bu)。手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)開(kai)關(guan)的(de)功(gong)能(neng)是(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)啟(qi)停(ting)。

1.2 LED搖搖棒控製部分

單dan片pian機ji最zui小xiao係xi統tong作zuo為wei整zheng個ge係xi統tong的de控kong製zhi核he心xin，它ta主zhu要yao負fu責ze控kong製zhi二er極ji管guan的de亮liang滅mie及ji顯xian示shi狀zhuang態tai。通tong過guo單dan片pian機ji的de軟ruan件jian編bian程cheng及ji外wai部bu中zhong斷duan，來lai控kong製zhi搖yao搖yao棒bang的de顯xian示shi效xiao果guo。

1.3 LED 顯示模塊

此設計中根據LEDdianzhendexianshiyuanlilaishejixianshibufen。dianzhendexianshifenweixingsaomiaoyuliesaomiaoliangzhong，liesaomiaoshijiangzimoshuzutongguodianzhenpingdexingqudongjinxingshuru，ranhoutongguolieduimeiyixingjinxingsaomiao，danglieweidi（高）電平、行為高（低）電平時則表示該點為圖案的一部分，將其讀出、顯示。而本次設計的LED 顯示棒數據傳輸原理與LED 點陣屏相似。可以把LED 顯示棒看成是LED點陣屏中的一列。為了使顯示的圖案清晰，在設計中使用了16 個高亮度LED管將它們排成一列，整個屏在靜止時也就相當於16 行×1 列。數據傳輸時同樣使用行送數據、liesaomiao。zaibaidongguochengzhong
，yingyongrenyandeshijiaozanliuyuanli，beidianliangdeliebuhuihenkuaidexiaoshi，ershisuizhebaidongdefangxiangjixuxiangqianyidong，zhiyaoyidongdesudugaoyushijiaozanliudezuiduanshijianxianshineirongjiubuhuiximie，zheyang，yifutuanyejiukeyizheyangbei“擺動”出來了。
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根據係統分析，具體的硬件電路連如圖2 所示。在具體製作硬件的時候，將16 個3mm 高亮度紅色的LED排列成整齊的一列。

在proteus 下仿真調試的時候，給定的電源VCC 為5V
，實際使用時用3 節幹電池串聯4.5V 即可。

2 LED搖搖棒係統軟件設計

2.1 LED搖搖棒軟件設計思想
 
在搖動LED棒(bang)的(de)時(shi)候(hou)單(dan)片(pian)機(ji)必(bi)須(xu)單(dan)程(cheng)傳(chuan)送(song)數(shu)據(ju)，否(fou)則(ze)顯(xian)示(shi)的(de)圖(tu)形(xing)會(hui)產(chan)生(sheng)重(zhong)影(ying)，影(ying)響(xiang)視(shi)覺(jiao)效(xiao)果(guo)。因(yin)此(ci)當(dang)係(xi)統(tong)開(kai)始(shi)工(gong)作(zuo)後(hou)通(tong)過(guo)滾(gun)珠(zhu)開(kai)關(guan)的(de)位(wei)置(zhi)來(lai)使(shi)單(dan)片(pian)機(ji)實(shi)現(xian)單(dan)程(cheng)傳(chuan)送(song)數(shu)據(ju)給(gei)LED。如果滾珠開關位於右邊，則進入外部中斷1 並將一變量置1，在變量為1期間讓單片機以一定的頻率將數據傳送給LED.如果滾珠開關位於左邊，則進入外部中斷0 並將變量置0。在這期間單片機不會傳送數據給LED.在送數據時，數據送完後應延時一段時間來使搖動時顯示的每個字不會太擁擠

，之後再立刻熄滅LED 並開始重新判斷滾珠開關的位置。

2.2 LED搖搖棒軟件設計流程圖

通過軟件設計思想的分析，得到該係統的主程序流程如圖3所示。

係(xi)統(tong)開(kai)始(shi)運(yun)行(xing)，首(shou)先(xian)初(chu)始(shi)化(hua)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)，然(ran)後(hou)等(deng)待(dai)外(wai)部(bu)中(zhong)斷(duan)。當(dang)用(yong)手(shou)搖(yao)動(dong)到(dao)指(zhi)定(ding)位(wei)置(zhi)時(shi)，由(you)滾(gun)珠(zhu)開(kai)關(guan)觸(chu)發(fa)外(wai)部(bu)中(zhong)斷(duan)，係(xi)統(tong)接(jie)收(shou)到(dao)外(wai)部(bu)中(zhong)斷(duan)信(xin)號(hao)後(hou)，就(jiu)傳(chuan)送(song)數(shu)據(ju)
，再(zai)經(jing)過(guo)一(yi)段(duan)延(yan)時(shi)後(hou)開(kai)始(shi)顯(xian)示(shi)。顯(xian)示(shi)完(wan)成(cheng)返(fan)回(hui)主(zhu)程(cheng)序(xu)，等(deng)待(dai)下(xia)一(yi)個(ge)搖(yao)動(dong)周(zhou)期(qi)的(de)到(dao)來(lai)。周(zhou)而(er)複(fu)始(shi)的(de)晃(huang)動(dong)，則(ze)會(hui)顯(xian)示(shi)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)信(xin)息(xi)。
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下麵將設計一個LED顯示棒且需要有按鍵進行內容切換
，它主要是由中央控製部分，LED驅動部分，LED顯示部分以及電源部分組成
，如圖4所示。

單片機將提取的字模進行存儲
，當接收到按鍵輸入的指令時單片機就將相應的字模代碼通過I/O口輸出，使LED燈點亮，利用視覺暫留原理最終使圖案完整的顯示在擺動的顯示屏中。

3.1 LED燈的選擇

傳統LED發光二極管。顏色多樣，在可以同樣顯示圖案的前提下使用它更為經濟。

3.2 外部中斷信號產生方式

通(tong)過(guo)外(wai)部(bu)中(zhong)斷(duan)可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)數(shu)據(ju)開(kai)始(shi)傳(chuan)輸(shu)的(de)時(shi)刻(ke)。選(xuan)擇(ze)好(hao)外(wai)部(bu)中(zhong)斷(duan)來(lai)源(yuan)是(shi)本(ben)次(ci)製(zhi)作(zuo)的(de)難(nan)點(dian)及(ji)重(zhong)點(dian)。使(shi)用(yong)慣(guan)性(xing)開(kai)關(guan)。通(tong)過(guo)搖(yao)晃(huang)使(shi)得(de)慣(guan)性(xing)開(kai)關(guan)的(de)擺(bai)杆(gan)與(yu)焊(han)接(jie)的(de)左(zuo)右(you)兩(liang)個(ge)觸(chu)點(dian)接(jie)觸(chu)，利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)接(jie)觸(chu)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)平(ping)變(bian)化(hua)來(lai)觸(chu)發(fa)中(zhong)斷(duan)，結(jie)合(he)軟(ruan)件(jian)控(kong)製(zhi)顯(xian)示(shi)，製(zhi)作(zuo)簡(jian)單(dan)，使(shi)用(yong)方(fang)便(bian)。 3.抗重影方案的選擇：使shi用yong外wai部bu中zhong斷duan控kong製zhi數shu據ju傳chuan輸shu時shi刻ke。外wai部bu中zhong斷duan信xin號hao由you慣guan性xing開kai關guan產chan生sheng

，觸chu發fa方fang式shi為wei下xia降jiang沿yan觸chu發fa。慣guan性xing開kai關guan左zuo右you兩liang邊bian的de觸chu點dian分fen別bie與yu單dan片pian機ji兩liang個ge外wai部bu中zhong斷duan接jie口kou相xiang連lian，默mo認ren為wei高gao電dian平ping，搖yao動dong的de擺bai杆gan接jie地di。慣guan性xing開kai關guan處chu於yu不bu同tong位wei置zhi進jin入ru不bu同tong的de中zhong斷duan，從cong而er決jue定ding何he時shi送song數shu據ju。該gai方fang案an簡jian單dan易yi行xing，可ke以yi保bao證zheng數shu據ju是shi單dan程cheng傳chuan輸shu的de，避bi免mian了le重zhong影ying。不bu搖yao動dong時shi把ba慣guan性xing開kai關guan處chu在zai左zuo邊bian就jiu可ke以yi使shiLED棒熄滅，可以達到省電的效果。

4 結論

本次將使用單片機對搖動顯示進行實例化，設計一個LED搖動顯示器來顯示文字、圖像等信息。掌握利用8051xingdanpianjiduifaguangerjiguanzhenliejinxingyaodongkongzhidefangfa。zaishejizhongtongguotiaoshi，shiyongwaibuzhongduanrangshujudanchengchuanshuhenhaodequxiaolezhongying。tongguogaibianchuansongshujufangshi，youyigezifujieyigezifuchuansonggaiweijiangyizuzifuyiqichuansong，chuansongjieshuhouzaiyanshideng，shixianshideneirongzaishanxingquyuneiwanzhengdexianshichulai
，tongshiyejiejuelehuamianlianxuchuxianmeiyoujianduandewenti。

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