LED顯示搖棒全套方案及源程序

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

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    情人節我們做電的兄弟們送什么禮物給心儀已久的MM？在離情人節還有一個月的時間，給大家提供一個適合作為禮物的簡單電路，自己動手做的漂亮玩具一定會是送給MM的最好的禮物。

　　顯示效果圖片upload/2005_01/050117013990931.jpg

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

　　曾經在新手園地發過的帖子http://www.21icbbs.com/club/bbs/showAnnounce.asp?id=1288814

以下是詳細說明：

圖形顯示的原理：

    利用人眼的視覺暫留效應，使手在擺動到不同位置的時候，讓位于一條直線上的LED顯示二維圖像的不同的列，實現圖形掃描顯示。

物理機制：

    當我們在擺動手臂的時候，短時間內擺動位置和左右幅度不會有太大變化，利用我們手臂的這個運動規律，只要能得到棒從一側擺動到另一側的時間，然后把這個時間分成N份，然后在每一份的時間里顯示不同的花樣就能實現圖形的顯示。當我們在擺動手臂的時候，并不能預先得知此次擺動需要的時間，怎樣得到從一側擺動到另一側的時間呢？再想想，短時間內我們手臂的擺動頻率也不會有特別大的變化，我們只要能得到前一次擺動所用的時間，然后用這個時間近似得到下一次擺動所需要的時間，然后分N份就可以了。得到一次擺動所需的時間的任務由光遮斷器完成，在棒上裝一個可以擺動的用來遮擋光遮斷器光線的細桿，粗細比光遮斷器的狹縫稍寬，我用的是整流橋焊后剪下的一段管腳。每左右擺動一次這個桿就會通過一次光遮斷器，使單片機產生一次中斷，兩次中斷之間的時間就是想要得到的時間，實現這個功能用掉2051的一個定時器T0和外部中斷INT0。然后用2051的另一個定時器T1，其定時時間是T0的N分之一，每次中斷依次顯示一列，就是照片上的效果。

    再細想一下，手臂擺動的頻率大于2Hz的時候才大概能由視覺暫留看出圖形，再快也不過十幾Hz，由T0為16位定時器的最長計時時間得到2051的時鐘頻率1MHz最合適，還有遮擋

用的細桿的粗細也可以大概估算，使其不會對計時精度產生太大影響。

所用元件：

  　AT89C2051      8元
  　高亮LED共8個   3.6元
  　電池盒         0.5元
  　單面萬用板     8元    可以裁成3塊，做3個搖棒
  　陶瓷諧振器     1元
  　光遮斷器       2元
  　電阻電容導線   2元
　　外殼*          0.7元    可以裁成2塊

可選元件：

　　電源開關       1元

　　總成本不超過20元

*外殼我用在家樂福買的半透明文件夾卷成的

    此電路電路非常簡單，代碼短，但是用到了2051的外部中斷編程和T0、T1定時器編程，非常適合初學者練習。我制作這個玩具花費了兩個晚上的時間。此電路和程序還有擴展改進

的空間，如在長時間不擺動的情況下可以使單片機進入省電模式，顯示不僅限于對稱圖片等，大家可以試試。

以下是源程序：

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//          LED顯示搖棒
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//    作者：nim    于 http://www.21icbbs.com    2005-1-7
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#include <reg51.h>
#define SEG 17        //每幀圖片分成17列來顯示
#define INTERVAL 20    //每幅圖片在左右搖擺20次后換下一幅

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;

code char pattern[17][3]={    //3幅圖片的字模
{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幅圖片循環
        count++;
    }
    else{
        count=0;
    }
    index=count/INTERVAL;
    if (th1!=0xff || tl1!=0xff){    //如果擺動特別慢，定時器溢出就不顯示
        phase=0;
        TR1=1;
    }
    else{
        TR1=0;
    }
}

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