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小白菜的学习之路系列之四—欢天喜地摇摇棒

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ID:70650 发表于 2014-12-20 18:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
一 背景
话说年就要过去了，某人的生日也快到了。送个什么东西好呢？小白菜开始思考了，上次送是一条小白菜自己设计定做的项链（银的，不贵的，同学们可以试一下哦，保证让小女生感动的不得了……咳咳，有点跑题了。），这次嘛，送个什么好，想啊想，要不就送个闪字摇摇棒吧。摇摇棒又好玩，而且能亲手做（表达心意嘛），还能锻炼一下动手能力，最主要的是自己亲手做的东西是天下独一份的哦。恩，说做就做！
小白菜会把这次DIY过程的全部资料无私奉献！鼓掌！！！可是，这是为什么呢？因为现在地里的白菜8分钱一斤没人要啊，还不如白送呐！！！哈哈。开玩笑！不过种白菜的今年吃苦头了，希望他们早日过上好日子……
二 应用需求     做一个摇摇棒！
三 过程分析
手不停的左右摇晃，利用人眼的视觉暂留来显示一幅画面，其原理和数码管、点阵的动态扫描相同。因此需要LED和单片机，还需要一个启动显示的装置，并且在摇到一定的位置时来触发这个装置，这个装置就是惯性开关。别的没了……
四 硬件分析
单片机及外围电路必不可少。单片机就先STC90C52RC，为什么？因为我手上暂时就只有这一片能用的了。16个LED可以显示汉字，通过电阻连接到VCC，另一端接IO口。
难点来了，惯性开关！小白菜手上没有水银开关，就用加了点焊锡的铜线来充当吧。见图4.1.1。
电池？当然要有！省电？？？需要稍微考虑一下。附录1是较为详细的制作过程。
202254u1515cggizi5pewt.jpg.thumb.jpg
图4.1.1   DIY“水银开关”示意图
五 软件分析
    通过过程分析，小白菜了解了一个重要的地方，触发显示。但小白菜喜欢把功能拆分开，于是就需要两个函数来处理，触发函数和显示函数。
1 司令部——触发函数
通过检测惯性开关来决定是否起动显示，这是发命允显示命令的函数，因此是司令部！既然是允许显示，那就起名App_YYB_Disp_Enable()吧（App是什么？小白菜的应用层函数的前缀）。
2 作战部队——显示函数
显示函数只负责显示。当司令部触发函数发布显示允许命令后，该函数把一幅图片显示出来（就算是汉字，其实也是一幅点阵图片）。这就像作战部队接到命令后进行执行一样。软件起名App_ YYB_Disp()。
    3作战内容——显示内容
    找个取模软件把要显示的东西取个模，然后把数据放到code区。尽量放在code区哦。

六 代码编写 略
七 成果展示
    “谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。”成果出来的那一刻，小白菜心里巨激动！毕竟是个人的劳动成果嘛。话不多说，直接上图。
    2028022wl8g50t08l3g0g3.bmp 202748thiynnu1iiu4bk1l.bmp 图7.1.1 效果图
八 总结
1 一开始测试时，不要急于显示汉字，因为汉字是相对复杂的图案。可以先点亮一行或一列。循序渐进！延时要自己进行测试。一开始小白菜在显示列时用的是毫秒级延时，后来发现时间太长，于是改用了微秒级延时。
2 由于手在来回摆动的时候不是匀速的，在最边上时速度最慢，所以在触发后要先延时一段时间，待行进到较为匀速区之后再开始显示。当然，你也可以动态的进行延时来处理这个问题。
3惯性开关可以做成双向触发的（类似于单刀双掷开关）。由两个IO口来确定两个边的位置。如图8.3.1所示。软件也要做相应的更改。如左边触发时，正序显示，右边触发时，逆序显示。（两个都触发时？可以忽略或者取一边有效。）要注意显示时把握好延时。
4显示方式可改变。我们一般都是一次送出8位LED数据到Pn口，这是因为我们的硬件支持我们这们做，如图8.4.1所示，各个LED间互不影响。
是否有其他显示方式？其实我们可以每次只送出一个LED的数据，然后把Pn口的8位数据依次送出，之后显示下一字节。既然一次只点亮一个数据，那个我们可以只用一个限流电阻，如图8.4.2所示。此时一定要保证一次只点亮一个LED，否则亮度下降，注意不要烧毁0.25W的电阻。
203006yux6tdmcy3dmegtt.bmp

图8.3.1双向触发惯性开关


203034l25rc0vzozms9j05.bmp    
图8.4.1 普通LED接线方式

    202954t8nyry009090jtb9.bmp

图8.4.2 无实用价值的改进型LED接线方式
九 附件
内有硬件原理图，源代码，以及本文的PDF版本。
十 联系小白菜
QQ = 1062509507

3htech
我是一颗小白菜～

======================================================================
附录1：摇摇棒硬件制作过程，一定要先画原理图。

2033079avyavoxrva9hcom.bmp

原理图
1 焊接LED，数目自己定。之后焊接电阻，最好用直插元件，小白菜这里都是贴片的……小白菜又测量了下电阻值（1k，5%精度）。
203545hhvzsjrr4djjcp7j.bmp    
图F1.1.1 焊接LED
20234529x3g1z3dz44f984.bmp

图F1.1.2焊接限流电阻
202341wcswl93vnuv77klu.jpg.thumb.jpg

图F1.1.3 检查电阻焊接质量
2 焊接DIP40座和单片机的复位电路，晶振电路。还是贴片的……
203728lrypyxbxegex0gew.jpg     203742ju3ooboxnnnq2703.jpg.thumb.jpg
                          图F1.2.1焊接DIP40座                             图F1.2.2焊接复位电路和时钟电路

3 焊接惯性开关。由于怕惯性开关自身质量太小，所以加了个焊锡球。为了不让它上下活动，我加了一个小罩子，这样就能保证只在一定的范围内活动。
2023478gdedo849xw8zgge.jpg
图F1.3.1惯性开关
4 用排线连接LED和单片机以及开关。如图F1.4.1。
5 焊接电池座和电源地线。整机焊接完成。如图F1.5.1。这里我强压了一个DIP40座，方便我取下单片机下程序。两个电池串联的，电压6V。正好。效果图如图F1.5.2和图F1.5.3。

20410281jc9l9uzxulvxv5.jpg.thumb.jpg          204155t4mttqqmzq8sistn.jpg.thumb.jpg
                        图F1.4.1背面连线图                            图F1.5.1  整机正面图



                                  图F1.5.2 效果图1                            图F1.5.3 效果图2


欢天喜地摇摇棒.rar (3.34 MB, 下载次数: 2868)
小白菜

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ID:70650 发表于 2014-12-20 18:24 | 显示全部楼层
主程序预览：
  1. #include "Config.H"


  4. //========================================================================//
  5. //                              惯性开关                                  //
  6. //========================================================================//
  7. sbit InertiaSwitch = P2^7;  // 为0时表示开关闭合了。
  8. //========================================================================//
  9. //                      显示允许函数 (对外提供服务)
  10. //函数名称：App_YYB_Disp_Enable ()
  11. //函数功能：检查当前是否允许显示
  12. //入口参数：无。
  13. //出口参数：TRUE = 运动到最左边，口线电平被拉低，允许启动显示。FALSE = 其他位置，不允许显示。
  14. //重要说明：
  15. //编写日期：2012-11-29
  16. //测试结果：
  17. //========================================================================//
  18. // 函数返回值：
  19. extern uint8 App_YYB_Disp_Enable(void)
  20. {
  21.     // 闭合后口线电平为低
  22.     if(0 == InertiaSwitch)
  23.     {
  24.         Delay_MS(30);   // 在刚触发时，摇摇棒刚行进到最左边，此时速度很低，因而若立即启动显示，则必然会使字显示的很少，所以延时一段时间。
  25.                         // 在摇摇棒速度上来之后再启动显示。

  27.         return TRUE;
  28.     }
  29.     else
  30.     {
  31.         return FALSE;
  32.     }
  33. }

  35. //========================================================================//
  36. //                              显示部分                                  //
  37. //========================================================================//


  40. //========================================================================//
  41. //变量名称：u8Picture
  42. //变量功能：保存需要显示的数据
  43. //作用域  ：全局变量、仅限本文件
  44. //重要说明：，仅适用于本程序。
  45. //========================================================================//

  47. static uint8 code u8Picture[4][32] =
  48. {

  50.     0xFF,0xFF,0xFF,0xEF,0xFF,0xEF,0xFE,0xEF,0x00,0x6F,0x80,0xEF,0xEE,0xEF,0xEE,0xEF,    // 与
  51.     0xEE,0xEF,0xEE,0xEF,0xEE,0xCF,0xEE,0xED,0xEE,0xFC,0xCE,0x01,0xFC,0x03,0xFE,0xFF,

  53.     0xFF,0xFF,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,0xBE,0xFF,0xBE,0xFF,0xBE,0xFD,0xBE,0xFD,    // 子
  54.     0xB8,0x00,0xB0,0x01,0xA6,0xFF,0x8E,0xFF,0x1E,0xFF,0xBE,0xFF,0xFC,0xFF,0xFE,0xFF,

  56.     0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x80,0x01,0xB7,0xFF,0xB4,0x07,0xB6,0x0F,0xB6,0xEF,    // 同
  57.     0xB6,0xEF,0xB6,0x07,0xA4,0x0D,0xB6,0xFD,0x80,0x00,0x00,0x01,0xBF,0xFF,0xFF,0xFF,

  59.     0xFF,0xFF,0xFB,0xDF,0xF7,0xBF,0xCE,0x00,0x18,0x01,0xBD,0xFF,0xFF,0xFF,0xFB,0xFF,    // 行
  60.     0xBB,0xFF,0xBB,0xFD,0xBB,0xFD,0xB8,0x00,0xB8,0x01,0x3B,0xFF,0xB3,0xFF,0xFB,0xFF,

  62. };

  64. //========================================================================//
  65. //                      显示一列数据函数 (对外提供服务)
  66. //函数名称：App_YYB_Disp_Colum ()
  67. //函数功能：显示一列数据。
  68. //入口参数：u8UpByte为16位的上半部分数据，u8DownByte为下半部分数据
  69. //出口参数：无。
  70. //重要说明：
  71. //编写日期：2012-11-29
  72. //测试结果：
  73. //========================================================================//
  74. static void App_YYB_Disp_Colum(uint8 u8UpByte, uint8 u8DownByte)
  75. {
  76.     P1 = u8UpByte;
  77.     P0 = u8DownByte;

  79.     Delay_50us(10);  // 延时500us，可自行调节

  81.     P1 = 0xFF;      // 关闭显示
  82.     P0 = 0xFF;
  83. }
  84. //========================================================================//
  85. //                      显示图像函数 (对外提供服务)
  86. //函数名称：App_YYB_Disp()
  87. //函数功能：显示一幅图片。汉字点阵实际上也是一幅图片
  88. //入口参数：u8disp_Enable：是否起动显示。TRUE = 允许起动显示，FALSE = 不允许显示。
  89. //出口参数：无。
  90. //重要说明：
  91. //编写日期：2012-11-29
  92. //测试结果：
  93. //========================================================================//
  94. extern void App_YYB_Disp(uint8 u8disp_Enable)
  95. {
  96.     uint8 i, k;

  98.     if(FALSE == u8disp_Enable)
  99.     {
  100.         return; // 一个函数最好只有一个出口，显然，这里不符合要求。
  101.     }


  104.     for(i = 0; i < 4; i++)  // 要显示的4个汉字
  105.     {
  106.         for(k = 0; k < 16; k++) // 这里，一个汉字有16列
  107.         {
  108.             App_YYB_Disp_Colum(u8Picture[i][2*k], u8Picture[i][2*k + 1]);
  109.         }

  111.         Delay_MS(1);
  112.     }

  114.     Delay_MS(20);
  115. }
  116. //========================================================================//
  117. //                               主函数                                   //
  118. //========================================================================//
  119. void main(void)
  120. {
  121.     uint8 u8State;

  123.     while(1)
  124.     {
  125.         u8State = App_YYB_Disp_Enable();

  127.         App_YYB_Disp(u8State);
  128.     }
  129. }




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ID:70650 发表于 2014-12-20 18:26 | 显示全部楼层
TypeRedefine.H文件：
  1. /*
  2. ********************************************************************************
  3. *                                     WIT
  4. *                             淄博威特电气有限公司
  5. *
  6. *     地址：山东省淄博市张店区淄博市高新技术开发区政通路135号高创中心E座2层
  7. *                  (c) Copyright 2012,   All Rights Reserved
  8. *                                www.weitedq.com
  9. * 开发环境  : Keil4
  10. * 文件名    : TypeRedefine.H
  11. * 程序员    : 3htech
  12. * 开发时间  : 2012-06-04
  13. * 描述      : 类型重新定义。
  14. * 生存条件  : 自由存在。
  15. *-------------------------------------------------------------------------------
  16. * 修　改    :
  17. * 日　期    :
  18. * 描  述    :
  19. *-------------------------------------------------------------------------------
  20. ********************************************************************************
  21. */


  24. //------------------------------    文件开关    ------------------------------//
  25. // 防止文件包含时多次编本文件，与本文件结尾处的endif对应。
  26. #ifndef     _TYPEREDEFINE_H_
  27.     #define _TYPEREDEFINE_H_
  28. //----------------------------------------------------------------------------//




  33. //------------------------------ 系统头文件包含 ------------------------------//
  34. #include<stdio.H>       // 为了使用NULL的定义。

  36. //----------------------------- 自定义头文件包含 -----------------------------//
  37. //无
  38. //--------------------------------  类型声明  --------------------------------//
  39. //----------------------------------------------------------------------------//
  40. //类型名称：
  41. //类型功能：
  42. //成员详解：
  43. //重要说明：
  44. //----------------------------------------------------------------------------//


  47. //------------------------------  全局变量定义  ------------------------------//
  48. //无


  51. //--------------------------------------------------------------//
  52. //                     类型重新定义
  53. //名称：类型重新定义
  54. //功能：
  55. //      51系列单片机应用下的类型重新定义。
  56. //      使用的是8位单片机，因此char是8位，int为16位，long为32位
  57. //--------------------------------------------------------------//

  59. typedef  bit  bdata   uint1;    //  无符号1 位整型变量需要加前缀u1

  61. typedef unsigned char uint8;    // 无符号8 位整型，前缀u8
  62. typedef   signed char  int8;    // 有符号8 位整型，前缀i8

  64. typedef unsigned int  uint16;   // 无符号16位整型，前缀u16
  65. typedef   signed int   int16;   // 有符号16位整型，前缀i16

  67. typedef unsigned long uint32;   // 无符号32位整型，前缀u32
  68. typedef   signed long  int32;   // 有符号32位整型，前缀i32

  70. typedef  float         flt32;   // 单精度浮点数(32位长度)，前缀f32



  74. //-------------------------------   宏定义   ---------------------------------//
  75. //----------------------------------------------------------------------------//
  76. //宏名    ：TURE, FALSE
  77. //功能    ：错误标志或操作完成标志。
  78. //重要说明：无
  79. //----------------------------------------------------------------------------//
  80. #ifndef TRUE
  81.     #define TRUE  0
  82. #endif

  84. #ifndef FALSE
  85.     #define FALSE 1
  86. #endif
  87. //------------------------------    文件开关    ------------------------------//
  88. // 防止文件包含时多次编本文件，与本文件开头处的 #ifndef 对应。
  89. #endif
  90. //----------------------------------------------------------------------------//


  93. //------------------------------    文件结束    ------------------------------//
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ID:70650 发表于 2014-12-20 18:27 | 显示全部楼层
Delay.c文件：
  1. /*
  2. ================================================================================
  3. * 开发环境  : Keil4
  4. * 文件名    : Delay.C
  5. * 程序员    : 3htech
  6. * 开发时间  : 2012-06-08
  7. * 描述      : 软件延时函数驱动。不同内核的单片机、晶振、分频数、指令所用的周期数不同
  8. *           ：都会导致延时时间的不同。所以本驱动需要进行移植修改。
  9. * 生存条件  :
  10. ===============================================================================
  11. //修　改  ：
  12. //日　期  ：
  13. //描  述  ：
  14. ================================================================================
  15. ================================================================================
  16. */

  18. //------------------------------    程序开关    ------------------------------//
  19. //----------------------------------------------------------------------------//
  20. // 名称 ：
  21. // 功能 ：
  22. //----------------------------------------------------------------------------//


  25. //------------------------------ 系统头文件包含 ------------------------------//

  27. //----------------------------- 自定义头文件包含 -----------------------------//
  28. #include"Delay.h"



  32. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  33. //                            本文件专用函数定义                              //
  34. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  35. //----------------------------------------------------------------------------//
  36. //                      xxxx函数 (仅限本文件使用)
  37. //函数名称：
  38. //函数功能：
  39. //入口参数：无
  40. //出口参数：无
  41. //重要说明：无
  42. //----------------------------------------------------------------------------//
  43. //修改日期：
  44. //修改人员：
  45. //修改内容：
  46. //----------------------------------------------------------------------------//

  48. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  49. //                          本文件专用函数定义结束                            //
  50. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////







  58. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  59. //                             对外服务函数定义                               //
  60. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

  62. //----------------------------------------------------------------------------//
  63. //                      软件延时n个毫秒函数 (对外提供服务)
  64. //函数名称：Delay_MS
  65. //函数功能：STC90C52,Fcpu = 12MHz,12T条件下，精确的软件延时n个毫秒。
  66. //入口参数：n，8位无符号数，延时的毫秒数。n的最大值为255，即255毫秒。小心您的看门狗。
  67. //出口参数：无。
  68. //重要说明：
  69. //编写日期：2012-11-29
  70. //----------------------------------------------------------------------------//
  71. extern void Delay_MS(uint8 n)
  72. {
  73.     uint8 i;
  74.     for( ; n > 0; n--)
  75.     {
  76.         for(i = 200; i > 0; i--)
  77.         {
  78.             // 空。
  79.         }
  80.         for(i = 200; i > 0; i--)
  81.         {
  82.             // 空。
  83.         }
  84.         for(i = 94; i > 0; i--)
  85.         {
  86.             // 空。
  87.         }
  88.     }
  89. }

  91. //----------------------------------------------------------------------------//
  92. //                      软件延时n个毫秒函数 (对外提供服务)
  93. //函数名称：Delay_us
  94. //函数功能：STC90C52,Fcpu = 12MHz,12T条件下，精确的软件延时n x 50个毫秒。
  95. //入口参数：n，8位无符号数，延时50微秒的倍数。n的最大值为255，即255 x 50微秒秒。
  96. //出口参数：无。
  97. //重要说明：
  98. //编写日期：2012-11-29
  99. //测试结果：
  100. //  期望值-->实际值：
  101. //   50us -->  63us
  102. //  100us --> 112us
  103. //  150us --> 161us
  104. //  200us --> 210us
  105. //  250us --> 259us
  106. //  300us --> 308us
  107. //  400us --> 406us
  108. //  500us --> 504us
  109. //----------------------------------------------------------------------------//
  110. extern void Delay_50us(uint8 n)
  111. {
  112.     uint8 i;

  114.     if(0 == n)
  115.     {
  116.         return;
  117.     }

  119.     for( ; n > 0; n--)
  120.     {
  121.         for(i = 20; i > 0; i--)
  122.         {
  123.             // 空。
  124.         }
  125.     }
  126. }
  127. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  128. //                           对外服务函数定义结束                             //
  129. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////



  133. //------------------------------    文件结束    ------------------------------//
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ID:71861 发表于 2015-1-8 17:06 | 显示全部楼层
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