单片机,摇摆,LED显示,时钟,电赛,电子大赛,报告.doc

基于单片机的摇摆LED显示钟 一、引言 （一）本设计的意义 本设计是基于POV即persistancd of vision利用单片机控制流水灯，通过流水灯的移动和人的视觉暂留效应产生各种图形或文字 二、总体设计 (1). 硬件结构 主板的结构布局见图。 图1 1、机械部分： 驱动摇棒摆动的机构采用从硬盘上拆下的音圈电机(见图)组件构成，为制作方便，这个组件是直接安装在电路板上的。为使摇棒保持平衡，需在线圈端加配重，由于配重是在磁铁的上端，最好选铜质物件。为了让摇棒摆动稳定，在摇棒摆动的摆幅两端加了限位器。并在两个限位器上分别套上一个胶圈，以减轻噪音和振。 LED的焊接，将LED两脚跨接在电路板两端的方式进行焊接 使LED紧密排列在一起。 摇棒上的LED与主板上的信号用排线连接，音圈电机供电占2位，LED信号传输占9位，所以至少要11位的排线 采用驱动直流电机正反转的方式，驱动音圈电机来回摆动。让电机正、反转的方法很多，最典型的是H桥电路驱动。为了简化电路，最好采用H桥功能的集成电路。这种IC很多，比如象TA7257，TA8429H，L6203等，这里用的是三菱公司的M54544AL。 H 桥驱动原理 第三页 图3 M56544AL 各脚定义 3、按键部分: 显示分“正常运行”，“调分”和“调时”三种状态。当处于调整状态时调整的项会闪现，以便于识别，为此设置三个调整键，一个为“状态键”，一个为“加法键”一个为“减法键”。 第四页 图4按键的设置 三、整体测试 1. 摇棒的启动 　　通过P3.6和P3.7输出驱动音圈电机的信号, 由于没有设置检测摇棒的传感器，时间间隔只能跟据实验确定。在调试中发现，当驱动摇棒的信号转换加速到一定的时候，从静止状态转到正常摆动状态发生困难，因此需要由慢到快的驱动过程。由下面的程序段实现。 　　do { mm--; DelayMs(120+mm*5); //逐渐缩短延时间 　　put1=~put1; put2=~put2; //转换输出口电平状态 　　}while(mm0); 　　2. 闪现的实现 　　数字和字符的闪现是通过变量Ms和数组w[]实现的，如需要七位字符中的间的第4位闪现，则w[3]=1。这是通过全局变量Ms在void timer0(void)函数中每隔一秒改变一次状态(0或1)，在void timer1(void)函数中的下列语句中实现。 　　if((put1==1)(ii7)(Ms*w[ii]==0)) P2=~ASCIIDOC[v[ii]*6+jj]; else P2=0xff; 　　3. 校正显示不均匀 　　调试中发现，显示屏上的字符并不是一样宽的，仔细分析是由于摇棒在运动中一直受力，使摇棒产生加速运动，这样就需要在程序中加一校正因子，逐渐缩短显示的时间段。具体是通过变量tt在函数void timer1(void)中实现的。 　　4. 按键去抖程序 　　按键的去抖采用软件编程实现，其方法是当检测到按键的接口出现低电平后，隔一段时间再检测，如还是低电平，则确认为有效，否则无效。具体的程序是通过函数unsigned char ChKey(bit Key)实现。 　　5. 显示同步 　　调试时要根据实际情况确定Ti的值，保证显示正常。 本制作最大问题是操声和振动问题，尽管做了努力，还是没有完全解决，还有改善余地。由于设计没有考虑回摆时的显示，显示有明显闪烁现象，也需要进一步完善。1. 添加时钟IC，使显时更精准，而且不怕掉电；2. 加装位置传感器，增加显示的稳定性；3. 增添摇控功能，使调整更方便。 六、附录 6.完整C51程序代码 　　/* 　　POV摇摆显示LED钟C51程序*/ 　　#include 　　/*硬件端口定义*/ 　　sbit set0=P0^1; 　　sbit set1=P0^0; 　　sbit set2=P0^2; 　　sbit put1=P3^6; 　　sbit put2=P3^7; 　　/*时钟用数组*/ 　　unsigned char BUFFER[]={0,0,0,0}; 　　unsigned char maxnum[]={59,23}; 　　/*显示用数组*/ 　　unsigned int v[20]; 　　unsigned int w[7]; 　　/*字符字模*/ unsigned char code ASCIIDOC[] = // ASCII 　　{ 　　0x7C,0x8A,0x92,0xA2,0x7C,0x00, // -0-00 　　0x00,0x42,0xFE,0x02,0x00,0x00, // -1-01 　　0x46,0x8A,0x92,0x92,0x62,0x00, // -2-02 　　0x84,0x82,0x92,0xB2,0xC