毕业设计（论文）-基于单片机极速LED魔棒设计.doc

井冈山大学 密级： jinggangshan university本科毕业论文（设计）题目： 学 院 电子与信息工程学院 专 业 电子信息科学与技术 班 级 11级电信本（1）班 学 号 110914051 姓 名 指导教师 起讫时间 2014.11-2015.05 基于单片机极速led魔棒设计【摘要】本设计是基于stc15f104e单片机为核心控制芯片设计的多功能数码摇摇棒。电路系统主要由电源管理、位置传感器、主控电路、led驱动以及led显示等模块组成。通过完成硬件电路设计、pcb板设计制作、程序设计与调试，最终做出一款能够实际使用的摇摇棒作品，实现了摇摇棒的图像显示效果。该设计在控制系统上采用了成本低、引脚数量少但功能较强的控制芯片，led灯采用了高亮发光二极管，显示效果更明显，电源电路使用了专用的电源管理芯片，做到了功耗低，性能更加稳定。本设计主要解决了目前市场上摇摇棒图片无法变换、分辨率低，显示不清晰等弊病，还可以根据自己的意愿，改变程序，来满足自己想要的结果。从目前的发展前景，摇摇棒深受人们的喜爱，以及成本的控制，使得具有投放市场的价值，将会带来一定的经济效益。【关键字】 ：单片机；魔棒；led；传感器；based on single chip microcomputer speed led magic wand designauthor: zhangchao(college of electronics and information engineering, jinggangshan university jiangxi jian 343009) tutor: xiao kaixuan abstract this design is based on stc15f104e mcu as the core control chip design of multi-function digital shake well. circuit system is mainly composed of power management, position sensor, main control circuit, led driver and led display module, etc. by completing the hardware circuit design, pcb design, program design and debugging, finally make a can actually use shake stick work, implements the shake bar image display effect. ) has been used in the design in control system of low cost, less pin number but function strong control chip, led lights used the highlight light-emitting diodes (leds), show the effect is more obvious, the power supply circuit using the dedicated power management chip, do the low power consumption, more stable performance. this design mainly solves the teetering on the market at present rod cant transform, low resolution images, show the evils, such as unclear can also according to his own will, change the program, to meet the results they want. from the current development prospects, rocking bar was deeply loved by people.【key words】microcomputer; magic wand; led; transducer；2目 录【摘要】1第一章 绪论41.1 选题背景以及发展前景41.2 课题研究的内容和实现的功能41.3 led魔棒的系统设计要求5第二章 总体方案设计52.1 整个电路的组成52.2 设计的原理62.3 stc15f104e单片机内部结构6第三章 硬件电路设计83.1 主控芯片模块设计83.2 电源管理模块设计93.3 位置传感器模块设计93.4 led驱动模块设计103.5 led显示模块设计113.6 整体硬件电路设计11第四章 摇摇棒制作124.1 摇摇棒的制作124.2 摇摇棒pcb的制作134.3 摇摇棒实物的焊接134.4 极速led魔棒的实物图14第五章 程序设计145.1 程序流程图145.2 主控芯片程序155.3 位置传感器的程序175.4 led驱动模块程序175.5 led显示模块程序18第六章 系统的硬件调试及软件调试196.1 常见的硬件故障196.2 硬件调试方法206.3 软件调试方法206.4 调试步骤206.5 作品的效果图21总结22【参考文献】22附录1 极速led魔棒的作品说明23附录2 极速led魔棒的缺陷及优化24附录3 元件清单 25致谢26第1章 绪论1.1 选题背景以及发展前景 随着时代不断的向前推进，科学技术的不断发展，人们在满足日常生活所需以后，观念意识开始转向丰富自己精神的生活，发达的电子技术，无疑于给人们带来了更多的乐趣，在生活中扮演越来越重要的角色，信息传输更将会给人焕然一新的感觉，将在信息的索取方式使人们更加简单，更加快捷。在学校的活动，举办各种聚会，以及他们自己的私人聚会等，可用于led数据摇摇棒，特别是近年来热门精选，是增加摇摇棒的市场需求，在文艺演出，和各种比赛，挥霍光栏可以显示各种你需要的文字、符号、图像，可以极大地活跃气氛，调动观众的热情，想象，当轻贴在你的手中，*的话“我爱你”，在远处就可以让你的偶像感受到你对他的崇拜的情意。基于在此种情境下，“led魔棒”作为我毕业设计的研究课题。“led的魔棒”，俗称“摇摇棒”，事实上是一个显示设备，是一个具有益智化的玩具，现在市场上广为使用，用字可以形容：“静如处子，动如脱兔”，其实就是几个贴片发光二极管，当魔棒在按照一定的速度频率摇晃，就会活灵活现的不停的发光闪现，会形成多种多样的文字或者图片，以至于达成自己想要的成像。本文基于单片机极速led魔棒设计，将其实物化-摇摆显示器，可以通过摇摇棒显示文字，将信号输入控制芯片，将会通过不同的模块的信号的传递，控制16个发光二极管的不断的闪烁变化，同时在阴影部分不断的刷新不同的文字和图片信息。因为在视觉原理可持久性，由于摇摆杆的过程中，发光二极管闪烁的跨区域在人的视力范围不断的刷新会留下一个阴影，在摇摆的区域将会出现设定好的图片或者文字，在此会传达平面视觉的信息。此设计的突出点，就是可以根据自己的意愿，改变程序，来满足自己想要的结果，led点阵显示有些类似。1.2 课题研究的内容和实现的功能本作品基于硬件单片机的一个设计，通过软件的c语言程序的编程与信号输入，各个模块结合起来，实现整体功能。作品所有的模块结合精巧，在设计排版线路简单，软硬结合灵活，更能发挥出软件方便灵活。其主要目的是熟悉单片机的功能，应用c语言编程和单片机很好的结合实现自己的一些想法。在整个设计过程中，主要发挥自己的想象力，精通学习单片机，熟悉每个模块的功能，熟悉单片机外围功能和结合c语言编程，完成整个设计。本设计将使用一个新的强大的抗干扰/强抗静电/高/低功率/低成本的数据处理和控制的智能单片机stc15f104e。 同类的设计在生活中也存在，好多魔棒根据化学反应原理或者某种特殊离子之间的反应进行发光，比如夜光杯，夜光棒等。同类课题在市场上，缺少智能化，用高亮度的led灯组装的存在极大的弊端，不能任意的改变与更换，这样不能及时符合市场的需求，这样增加了成本和加大了工作量。基于市场这些的现象与弊端，本作品将会充分发挥自己的想象，以单片机为底层控制，以单片机为核心，通过各个模块的组合设计，使用单片机c语言编程信号输入，能实现多种功能，显示部分通过16贴片led灯点亮时，它会显示你想要的各种模式。1.3 led魔棒的系统设计要求基于单片机的设计，控制16个贴片led灯的闪烁，该系统将由电池供电，单片机中断信号控制模块，摇动时显示文本一些简单的图案或者识别字符。整体系统设计要求如下： （1）总体方案与硬件设计。 （2）通过对各个主要控制芯片的外围设计。 （3）对于硬件的了解熟悉，并且对实物魔棒的制作。 （4）程序流程图的设计，进行语言程序的编写。 （5）进行调试，对实物led魔棒的展示。在此基础上，我将设计一个com接口控制模块，想通过com专用电缆连接电脑，客户将减少显示内容的编辑和更换，反复使用。所以，很好的满足了客户的多样性和创造性的需要显示的内容。第二章 总体方案设计2.1 整个电路的组成 本设计的主要模块控制电路有以下部分组成：电源管理、位置传感器、主控芯片，led驱以及led显示。如图1所示：图1 系统框图电源管理：此设计是一个轻巧，低功耗的作品，在设计过程中需要一个电源部分采用一节普通7号充电电池或者纽扣电池，通过电源的电路管理和控制整个电路的供电。从而达到了，环保与方便。位置传感器：由于视觉暂留原理是，因为人类的视觉在索取信息的频率是有局限性的，极限平均不到1 / 24秒的时间，因此led摇摇棒充分利用人类视觉暂留的特性，在发光二极管摇摆的区域产生阴影平面，给人一种视觉的效果，通过位置传感器可以有效的控制信号的传输与断开。需要时间的延迟与控制，旨在达到人的视力的效果，从而看到清晰的画面。主控芯片：在设计中用单片机控制整个模块，是整个电路的核心，综合作品的成本控制，此单片机主控芯片价格低廉，功能多，易于控制的单片机。led驱动与显示：通过发送一脉冲信号给主控芯片，主控芯片的信号的传输发送，时钟的控制，将led驱动，然后电源的供电，从而点亮led灯。2.2 设计的原理 led也叫魔杖的摇摇棒，它是左右摇动的杆体，在制作过程中的显示多种模式的特点，并将会通过计算机串口可以任意改变图案或文字，各种图像或文字就会出现在自己的眼前。我的设计制作将会是目前市场上最新，最低的价格，同时，也可以是一个新产品远程观看。神奇的数字摇摇棒是出世在闪光系列的一次革命，它是有趣的魔法，可以看到一个蓝色的荧光棒。此设计电路是由电源管理、位置传感器、主控芯片stc15l104e、led驱动及led显示模块构成，软件和硬件充分结合，位置传感器感应魔棒位置，当感应到魔棒摇晃到最左端时，就发送一脉冲信号给主控芯片，主控芯片随即连续发送待显示的字符至led驱动芯片，进而点亮led，随着魔棒从左向右摇动，依次点亮不同led，由于人眼的光学滞留原理，就可以看得完整的文字或者图案等信息。在此作品应该注意的问题：1.led灯的选择：市场上一般的发光二极管种类很多，五颜六色的，这样就可以采用更经济显示模式。 2.外部中断信号产生方式：在设计中外部中断的起着相当重要的作用，控制整个模块的数据传输，扮演者相当重要的角色，因此在选择外部中断时，要兼顾整个设计的模块。惯性开关的使用，将会通过水银开关将控制电路中部分中断，软件和硬件更好的结合起来，使设计更加简单，使用起来也更加方便。 3.抗重影选项：外部中断控制还有一个重要作用，就是在摇摆过程中对led灯闪烁频率的控制，也就是在整个过程中的时间的控制，外部中断信号的输出将由水银开关控制。水银开关的两个触脚和核心单片机的延时外部中断的接口连接，另一端与摇摇棒接地，水银开关在摇摆，滚珠在不同的位置产生了不同的中断，决定何时发送数据。易的方案，确保了数据有效的单程的传输，从而解决了重影的现象。2.3 stc15f104e单片机内部结构选择应遵循的原则的适用和方便，易于购买的组件中的市场，并应尽量减少组件的数量，达到节约成本的要求。该stc15f104e芯片包括一个中央处理单元（cpu），程序储存器（flash）、数据存储器（sram）、定时器、i/o口、看门狗、片内高精度r/c振荡时钟及高度可靠复位等模块。stc15f104e单片机内部结构如图2所示：图2 stc15f104e内部结构图本设计选用的stc15f104e主要资源与参数体现在片中央处理器单元、i/o口结构、中断系统、指令系统和定时器/计数器五个方面。为了合理利用资源，本设计选用了8个引脚的 stc15f104e:如表（一）所示：表一：管脚介绍管脚管脚编号说明p3.0/int45p3.0 p3.0端口 3 标准i/o端口int4外部中断4，只能下降沿中断，支持掉电唤醒p3.2/int07p3.2port2 标准i/o口int0外部中断0，既可上升沿中断也可以下降沿中断。如果it0(tcon.0）设置为1，仅下降沿中断int0引脚。ito（tcon.o)被清0，int0管脚既可上升沿中断也可以下降沿中断int0支持掉电唤醒p3.1端口66 1 标准i/o端口p3.3/int1/rstout_low8p3.3port3 标准i/o口int1外部中断1，既可上升沿中断也可以下降沿中断。如果it0(tcon.1）设置为1，仅下降沿中断int1引脚。it1（tcon2）为0，上升沿中断int1引脚支持支持下降沿中断。沿中断。int1支持掉电唤醒rstout_lowrstout_low输出低电平，可以先设置高读p3.4/rst/t0/clkout1/int2/irc_clko1p3.4port4 标准i/o口rst复位脚t0定时器/计数器0的外部输入clkout1定时器/计数器1的时钟输入该引脚可配置为通过设置int_clko 1 位/ t1clko一clk_out1，而且对t1引脚输入的外部时钟频率输出。p3.5/t1/clkout0/int33p3.5port5 标准i/o口t1定时器/计数器1的外部输入clkout0定时器/计数器0的时钟输入该引脚可配置为通过设置int_clko 0 位/ t0clko一clk_out0，而且对t0引脚输入的外部时钟频率输出。int3int3 int3外部中断3，只有下降沿中断vcc2电源正极gnd4电源负极，接地如图3所示：为 stc15f104e管脚图：图3 stc15f104e管脚图第三章 硬件电路设计3.1 主控芯片模块设计 本设计主要以stc15f104e为主控芯片（如图4所示），其优点是微小集成电路控制器，贴片封装，操作温度范围为4085，低功耗，强抗静电，抗干扰。在89c51设计采用int1作为外部驱动；复位中断控制终端；使用中断开关控制程序开始运行最好的摆动方，防止重影；p3.0、p3.1 p3.2，如i/o接口作为输出端口分别连接一个led灯，结合软件的操作可以通过led灯的亮灭来显示文本和图形的控制。通过计算机编程后，将程序下载至主控芯片，进而控制整个电路按照指令运行。同时，对com接口的设计，连接到计算机通过com电缆为客户显示，编辑和更改内容，减少浪费，重复使用，很好的满足了客户端显示的多样性和创造性的内容需要。图4 主控芯片模块3.2 电源管理模块设计 为了最大限度减轻产品重量，以及更大范围应用本产品，电源部分采用一节普通7号电池，再通过电源管理芯片cx2601升压至3v，进而给整个电路供电。即减轻了重量，又方便更换电池。cx2601是一款升压芯片，常用于单节电池的小手电筒中，价格低廉，性能稳定。如图5所示： 图5 电源管理模块3.3 位置传感器模块设计位置检测传感器（如图6所示）采用水银开关来检测魔棒的摇晃位置。外部中断控制还有一个重要作用，就是在摇摆过程中对led灯闪烁频率的控制，也就是在整个过程中的时间的控制，外部中断信号的输出将由水银开关控制。水银开关的两个引脚，和核心单片机的外部中断接口连接，两端口的高水平，摇摆杆接地。水银开关在摇摆，滚珠在不同的位置产生了不同的中断，决定何时发送数据。易的方案，确保了数据有效的单程的传输，从而解决了重影的现象。与其他位置开关相比，由于电极接触液态汞，无噪音，体积小，形式多样，结构简单，价格低廉。与其他位置开关相比，由于电极接触液态汞，无噪音，体积小，形式多样，结构简单，价格低廉。从左到右摇杆摇动时显示的内容。如图7所示： 图6 位置传感器 图7 水银开关 3.4 led驱动模块设计led驱动芯片74hc595，它是硅cmos器件结构，低电压ttl电路兼容，符合jedec标准。如图8所示：单片机内各部件之间通过信号的传输与中断，其控制信号是在一定的时序下进行，这些通过振荡器和时钟电路实现其功能。该振荡器由xtal1端内部时钟电路提供时钟信号源12mhz。在振荡器和时钟电路的控制下，信号会有条不紊的控制每个模块，各个模块之间相互中断，信号穿相互，是用一定的时间发出的命令，时间序列，这些控制信号之间的关系是cpu。该振荡器由xtal1端内部时钟电路提供时钟信号源12mhz。 图8 led驱动模块3.5 led显示模块设计 发光二极管，市场上广为使用的led灯，这是半导体组件，轻便简单，而且节省能源。如图9所示：发光二极管的结构图9 发光二极管设计中led点亮的原理：当单片机p3.1和p3.2口给led灯输入低电平，于是阴极led灯均处于低电平状态，在阳极电压的作用下，水银开关应与阳极的led，led是5v，电流通过，所以点亮led。led的驱动电压超过1.5v以上，电流200ma，驱动电压和电流的led不同。led显示模块采用16个高亮贴片led，各串联一个1k电阻组成，受驱动芯片控制。贴片led相比直插型led，排列紧密，分辨率高，显示更清楚。如图10所示：图10 led显示模块3.6 整体硬件电路设计 如图11所示为整体电路电路图，选用芯片时因考虑到stc15f104e在价格上占有优势，同时供货稳定，受到了国内很多工程师的青睐。用stc单片机相比更稳定，而在高速度，内部资源整合也更丰富，所以用stc15f104e芯片为核心。在led的选用上，尽量选择节省空间实惠又能实现功能的led，所以选用了5050贴片灯珠，效果良好。在摇动led棒的时候，单片机将会通过水银开关控制，单一方向传送数据这样有效的避免重影现象。当打开摇摇棒上电时，整个模块开始工作，通过位置水银开关延时控制时间，将数据信号单方向传输给led灯。如果惯性开关位于右边，给单片机一个高电平1（外部中断1并将变量置1）。在变量为1，同时单片机发出信号，将数据传输给led灯，点亮灯。如果惯性开关位于左侧，一个高水平（1单片机的外部中断0和变量设置为0）。输出信号频率的控制通过单片机来实现，用水银开关检测当前摇动状态。当进行摇动时，由于人的视觉暂留原理，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，会在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。 图11 极速led魔棒整体电路图 第四章 摇摇棒制作4.1 摇摇棒的制作本设计通过软件altium designer release10仿真模拟，pcb网络自动路由的核心，和电路原理图的设计和pcb设计系统界面只有正确的表到网络中。altium designer release10仿真模拟系统有符合设计参数所需元器件，经过系统的默认，设置格点的大小，将设计电路图进行调整修改，使整个电路pcb更加美观。pcb设计可以减少布线和装配误差，节省维修，调试和设备检修时间有利于标准化，和高密度布线，体积小，重量轻，使电子设备更加精细化，从而节省成本。整个电路焊接的步骤如下：1.将元器件分类，并检查是否符合本设计所需要的元器件。2.对元器件的参数的检测，以及对达到标准的元器件引脚进行修正。 3.镀锡焊接，电烙铁温度控制镀锡，并不能烧毁芯片，并清洁焊接部位。 4.2 摇摇棒pcb的制作1.绘制印制电路板 根据原理图，画出网络表格，自动布局。 2.规划电路板本设计摇摇棒pcb的大小：200*11mm。如图12所示：图12 电路板图 3.设置参数装入网络表及原件的封装形式，pcb编辑器的工作参数，自动布局如图13所示：图13装配图4.3 摇摇棒实物的焊接 1.检查元器件的参数，符合设计的元器件，并且进行分类。如图14所示： 图14 元器件 2.焊接顺序是从低到高，先小后大，由易到难，一般先焊接特殊部件和第一部件，安装过程不影响下道工序。如图15所示：图15 焊接图1.先焊接40p的ic插座（注意：芯片的缺口是朝下的！印制电路板的设计，以方便布线，然后12m）晶体，30pf的陶瓷电容，电解电容10uf，10k的电阻，焊接引脚。现在芯片烧写程序。如果程序不能写，请检查是否在电路焊接，然后下一步2.将所有的元器件焊接成功以后，在焊接水银开关，因为水银主要元素是汞，汞是有毒的。在焊接过程中要注意，水银开关的左右摇摆，还有时间频率的控制，因此在焊接的过程中，要倾斜一定的角度，这样在摇摆的过程中减少重力造成的时间的系统误差。除了熔胶粘贴上一层厚厚的保护热的水银开关。它的时间来启动调试。如图16所示：图16 检测图 4.4 极速led魔棒的实物图 图17 极速led魔棒反面 图18 极速led魔棒正面第五章 程序设计5.1 程序流程图 通过软件编程控制制作模块之间的信号的传输，软件设计流程如下：基于keil软件进行软件程序编写，下载至主控芯片即可。如图19所示：图19 程序流程图1.主函数程序：程序包含主函数，主函数可以理解为程序主体，它可以调用其他的子函数来达到目的。3.延时子程序：通过控制指令，在整个程序模块的控制中时间的延时性，控制摇摇棒摇摆的频率，和水银开关控制时序性一直，有效的控制重影现象。5.2 主控芯片程序在设计中用单片机控制整个模块，是整个电路的核心，综合作品的成本控制，此单片机主控芯片价格低廉，功能多，易于控制的单片机。p3.0、p3.1 p3.2，如i/o接口作为输出端口分别连接一个led灯，结合软件的操作可以通过led灯的亮灭来显示文本和图形的控制。通过计算机编程后，将程序下载至主控芯片，进而控制整个电路按照指令运行。sbit sclk = p33; /时钟sbit rck = p34; /数据锁存sbit date = p35; /数据sbit int_0 = p32;void main()num=0;time=0;qingling(10);while(1)if(int_0 = 0)qingling(30);while(!int_0); if(time=20)&(time0;i-)date = d&0x80;/发送bit0-bit7d=1;sclk=0;_nop_(); /_nop_();_nop_();sclk = 1;_nop_();/_nop_();_nop_();sclk = 0;/rck = 0;_nop_();_nop_();_nop_();/rck = 1;/上升沿送数据到输出锁存器/_nop_();_nop_();_nop_();/rck = 0;void lock() /锁存rck = 0;_nop_();_nop_();_nop_();rck = 1;/上升沿送数据到输出锁存器_nop_();_nop_();_nop_();rck = 0;5.5 led显示模块程序首先，对led点阵屏显示原理的基础：点阵屏显示的行扫描和列扫描，扫描是我们的矩阵阵列通过驱动输入的点阵屏。然后通过每行的列扫描，当分为低（高）的水平，高（低）水平说点作为案件的一部分，读取和显示。其顺序可以概括为：继续发送数据，每个发送设置信息列读，然后再发送数据，在关闭循环读取列一遍，图案的完整的图片显示在屏幕上。为了使图案清晰显示，我们使用16个led管，它们排成一行，整个屏幕是在第十六行1列。我们使用相同的线发送数据，列扫描数据传输。因为在视觉原理可持久性，由于摇摆杆的过程中，发光二极管闪烁的跨区域在人的视力范围不断的刷新会留下一个阴影，会出现文字及图案或者会在摇动区域内产生图像。void display(uchar m_unm,uchar *table) /显示 uint i; for(i=32*5*m_unm;i(32*5*m_unm+160);i+) hc595(tablei);hc595(tablei+1);/di_date=tablei+1;lock();delay(sudu*13);hc595(0xff);/di_date=0xff;hc595(0xff);lock();delay(sudu*1);i+; /void display2(n,uchar *table) uint i; for(i=0;i(32*n);i+) hc595(tablei);hc595(tablei+1);/di_date=tablei+1;lock();delay(sudu*13);hc595(0xff);/di_date=0xff;hc595(0xff);lock();delay(sudu*1);i+; void qingling(uint t)/显示清除hc595(0xff);/di_date=0xff;hc595(0xff);delay(t);第六章 系统的硬件调试及软件调试硬件和软件相结合调试在单片机外围调试广泛运用，硬件的好与坏，只有通过软件的测试才能体现硬件的漏洞与错误。在软件程序调试的之前，首先进行硬件系统故障的排除，一般程序如下：6.1常见的硬件故障（1）逻辑错误逻辑错误在本设计也是存在的问题，主要在印刷电路板时候设计错误，在印刷电路板的高密度布线，焊接时极易造成短路。（2）器件失效电子元器件失效是指电学特性参数指标不能满足本设计的要求，或者部分元器件已经完全丧失了自身的功能，无法使用，或者在电路排版不正确，导致系统无法使用该元器件，然而有时存在元器件选取错误。（3）可靠性差系统的不稳定因素很多，插槽焊接出现的问题，导致接触不良，或者元器件的引脚的缺失都会导致系统的不稳定，输入输出的信号不稳定造成的，然后造成逻辑电平不稳定；（4）电源故障如果升压控制不当，升压的过程中电源会引起损坏，电压过高导致芯片烧毁，电压过低，led灯显示的不够清晰，或者负载能力弱等原因。6.2硬件调试方法1在绘制装配图的过程中，往往忽视了一一对应的元件封装类型和组件的示意图，在加载过程中，系统误差。那么电路原理图在绘制的过程中，要和元器件封装号保持一致性，减少系统误差。2.用复写纸将被复制到铜布线工艺复杂，易产生移动图纸。该文件的接线图的副本应当直在ccl的边缘，尽量与设计图纸和比赛的规格尺寸，和复写纸切成大小相同，铜配合物，与胶带图结束与印版紧密，图纸不易移动。3.化学腐蚀，易断的电路板的蚀刻时间太长。在化学蚀刻电路板，通过抖动和加热的方法，更好的保证质量和提高腐蚀速率。6.3软件调试方法在软件程序的设计，摇摆的频率在显示中，很重要的一部分，根据人的视觉暂留原理，在摇摆过程中，控制摇摆的频率，和延时子程序相结合，假如频率快，发光二极管来不及显示，只有二极管在摇摆，没点亮二极管。假如摇摆的频率过慢，会出现重影现象，画面还有图示显示的不清楚，因此，为了有更好的效果，一定控制左右摇摆的时间。6.4调试步骤在设计实物开始检测的之前，在实验要求下，通过所学的理论知识，对相关的元器件的参数进行认真的分析，并且在protel画了一张图，根据每个模块之间的相互联系和电路板的焊接的原理。测试模块的电路系统，并检测元器件是否顺利完成设计。最后进一步分析实验数据。第一步，第一个测试的led，一个简单的程序的输入（包括main()p1=0*00;p2=0*00;）,如果发现led等不亮，有可能引脚没有焊接牢固或者线断了，在重新焊接一个贴片led灯。通过这样的方式，一次类推检查每一个发光二极管，不断的测试，不断的检查。可以检测系统模块与led插槽的问题，反复的检测发现问题，解决问题。硬件和软件的设置不匹配，造成led显示不正常。必须结合正确的测试。第二步，测试电源模块，led驱动模块等，整体焊接电路完整，这些没有多少问题，电路清晰，模块结合完整。第三步，软件测试。在软件方面，虽说调试过程相对来说很简单，主要控制主传输延时的功能，但是耗时间有点多，因此，有耐心的检测。最终，实现摇杆的功能，这样的设计是消除重影，我们的解决方案是使用一个外部中断数据传输。第二难度不完整是，字符显示在摆动时候再显示。通过试验和错误，我们改变了数据传递的方法：通过人物选择一个字符而不是发送的一组字符传输，在传输结束后延迟，通过不断的调试，实现了功能的充分发挥。同时，也解决了连续不间断的图像的问题。综上所述，本设计只要在信号互相之间的传输的过程中，有效的通过水银开关控制延时时间，就在显示模块，显示清晰的画面，达成理想中的效果。6.5 作品的效果图经过硬件的检测和软件程序的调试，作品展示图如图20.1_4所示下： 图20.1 作品实际效果（显示汉字） 图20.2 作品实际效果（显示英文） 图20.3 作品实际效果（显示图像） 图20.4作品实际效果（显示图像） 总结本设计对产品持续优化改进，前前后后做了三版，不断取得突破突破。在主控模块上，设计了com接口。连接到计算机通过com电缆为客户显示，编辑和更改内容，减少浪费，重复使用，很好的满足了客户端显示的多样性和创造性的内容需要目前市场上的产品解决了摇摇棒的图片不能转换，分辨率低，没有表现出明显的缺点。显示部分采用贴片led，排列紧密，显示更清晰。供电方面只使用一节7号电池，更普遍，方便大众选择。本设计的优势完全改变了市场上一些传统的玩具，此设计偏向更智能化，轻巧，随身使用，解决了一些画面没有办法改变的情况，还有一些笨重的玩具，这是目前控制价格最低，质量最好的作品，将来市场面很广。可以用于音乐会，体育赛事，夜晚的标记，营销，广告，假日聚会，庆祝生日，礼品，礼品等。同时由于时间资金有限，本产品还有一些不足，如外形设计不美观等，对此，我们还会继续改进产品，不断优化完善。【参考文献】 1 郭天祥.新概念51单片机c语言教程.电子工业出版社.2009 2 丁向荣.单片微机原理与接口技术基于stc15系列单片机.电子工业出版社.2012 3 徐爱钧.stc15增强型8051单片机c语言编程与应用.电子工业出版社.2014 4 谭浩强著. c语言设计（第三版）. 北京：清华大学出版社，2005年 5 stc15l104e芯片手册 6 严天峰.单片机应用系统设计与仿真调试m.北京：北京航空航天大学出版社，2005.p98100. 7 青岛理工大学琴岛学院吧.电协课堂基于单片机的摇摇棒的制作资料.mht. 8 led发光二极管.百度百科. 9 宏晶科技.stc12c5412ad系列.附录1 极速led魔棒的作品说明速度led魔杖”是单片机控制系统的高精度，根据视觉暂留原理，该系统是非常准确的led点亮，旋转和摆动的用户,可以在天空形成了非常漂亮的图片，文本模式。画面清晰亮丽，可分为10组，显示，具有单周期函数，动