LED显示摇棒全套方案及源程序

    作者：nim    于 http://www.21icbbs.com    2005-1-7

    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？在离情人节还有一个月的时间，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upload/2005_01/050117013990931.jpg

原理图http://www.21icsearch.com/buzi/upimage/upfile/20047221015470.jpg

曾经在新手园地发过的帖子http://www.21icbbs.com/club/bbs/showAnnounce.asp?id=1288814

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：

/*************************************************************************/
//        ---------------
//          LED显示摇棒
//        ---------------
//    作者：nim    于 http://www.21icbbs.com    2005-1-7
//
//    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
/*************************************************************************/
#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;
    }
}