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LED點dian陣zhen的de顯xian示shi原yuan理li來lai設she計ji顯xian示shi部bu分fen。點dian陣zhen的de顯xian示shi分fen為wei行xing掃sao描miao與yu列lie掃sao描miao兩liang種zhong，列lie掃sao描miao是shi將jiang字zi模mo數shu組zu通tong過guo點dian陣zhen屏ping的de行xing驅qu動dong進jin行xing輸shu入ru，然ran後hou通tong過guo列lie對dui每mei一yi行xing進jin行xing掃sao描miao
，當dang列lie為wei低di（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、列(lie)掃(sao)描(miao)。在(zai)擺(bai)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，應(ying)用(yong)人(ren)眼(yan)的(de)視(shi)覺(jiao)暫(zan)留(liu)原(yuan)理(li)，被(bei)點(dian)亮(liang)的(de)列(lie)不(bu)會(hui)很(hen)快(kuai)的(de)消(xiao)失(shi)，而(er)是(shi)隨(sui)著(zhe)擺(bai)動(dong)的(de)方(fang)向(xiang)繼(ji)續(xu)向(xiang)前(qian)移(yi)動(dong)，隻(zhi)要(yao)移(yi)動(dong)的(de)速(su)度(du)高(gao)於(yu)視(shi)覺(jiao)暫(zan)留(liu)的(de)最(zui)短(duan)時(shi)間(jian)顯(xian)示(shi)內(nei)容(rong)就(jiu)不(bu)會(hui)熄(xi)滅(mie)
，這(zhe)樣(yang)，一(yi)幅(fu)圖(tu)案(an)也(ye)就(jiu)可(ke)以(yi)這(zhe)樣(yang)被(bei)“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geiLED。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

tongguowaibuzhongduankeyikongzhishujukaishichuanshudeshike。xuanzehaowaibuzhongduanlaiyuanshibencizhizuodenandianjizhongdian。shiyongguanxingkaiguan。tongguoyaohuangshideguanxingkaiguandebaiganyuhanjiedezuoyoulianggechudianjiechu
，liyongzhezhongjiechuchanshengdedianpingbianhualaichufazhongduan
，jieheruanjiankongzhixianshi
，zhizuojiandan

，shiyongfangbian。 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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