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小白菜的學習之路系列之四—歡天喜地搖搖棒

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一 背景
話說年就要過去了，某人的生日也快到了。送個什么東西好呢？小白菜開始思考了，上次送是一條小白菜自己設計定做的項鏈（銀的，不貴的，同學們可以試一下哦，保證讓小女生感動的不得了……咳咳，有點跑題了。），這次嘛，送個什么好，想啊想，要不就送個閃字搖搖棒吧。搖搖棒又好玩，而且能親手做（表達心意嘛），還能鍛煉一下動手能力，最主要的是自己親手做的東西是天下獨一份的哦。恩，說做就做！
小白菜會把這次DIY過程的全部資料無私奉獻！鼓掌！！！可是，這是為什么呢？因為現在地里的白菜8分錢一斤沒人要啊，還不如白送吶！！！哈哈。開玩笑！不過種白菜的今年吃苦頭了，希望他們早日過上好日子……
二 應用需求     做一個搖搖棒！
三 過程分析
手不停的左右搖晃，利用人眼的視覺暫留來顯示一幅畫面，其原理和數碼管、點陣的動態掃描相同。因此需要LED和單片機，還需要一個啟動顯示的裝置，并且在搖到一定的位置時來觸發這個裝置，這個裝置就是慣性開關。別的沒了……
四 硬件分析
單片機及外圍電路必不可少。單片機就先STC90C52RC，為什么？因為我手上暫時就只有這一片能用的了。16個LED可以顯示漢字，通過電阻連接到VCC，另一端接IO口。
難點來了，慣性開關！小白菜手上沒有水銀開關，就用加了點焊錫的銅線來充當吧。見圖4.1.1。
電池？當然要有！省電？？？需要稍微考慮一下。附錄1是較為詳細的制作過程。
圖4.1.1   DIY“水銀開關”示意圖
五 軟件分析
    通過過程分析，小白菜了解了一個重要的地方，觸發顯示。但小白菜喜歡把功能拆分開，于是就需要兩個函數來處理，觸發函數和顯示函數。
1 司令部——觸發函數
通過檢測慣性開關來決定是否起動顯示，這是發命允顯示命令的函數，因此是司令部！既然是允許顯示，那就起名App_YYB_Disp_Enable()吧（App是什么？小白菜的應用層函數的前綴）。
2 作戰部隊——顯示函數
顯示函數只負責顯示。當司令部觸發函數發布顯示允許命令后，該函數把一幅圖片顯示出來（就算是漢字，其實也是一幅點陣圖片）。這就像作戰部隊接到命令后進行執行一樣。軟件起名App_ YYB_Disp()。
    3作戰內容——顯示內容
    找個取模軟件把要顯示的東西取個模，然后把數據放到code區。盡量放在code區哦。

六 代碼編寫 略
七 成果展示
    “誰知盤中餐，粒粒皆辛苦。”成果出來的那一刻，小白菜心里巨激動！畢竟是個人的勞動成果嘛。話不多說，直接上圖。
    圖7.1.1 效果圖
八 總結
1 一開始測試時，不要急于顯示漢字，因為漢字是相對復雜的圖案。可以先點亮一行或一列。循序漸進！延時要自己進行測試。一開始小白菜在顯示列時用的是毫秒級延時，后來發現時間太長，于是改用了微秒級延時。
2 由于手在來回擺動的時候不是勻速的，在最邊上時速度最慢，所以在觸發后要先延時一段時間，待行進到較為勻速區之后再開始顯示。當然，你也可以動態的進行延時來處理這個問題。
3慣性開關可以做成雙向觸發的（類似于單刀雙擲開關）。由兩個IO口來確定兩個邊的位置。如圖8.3.1所示。軟件也要做相應的更改。如左邊觸發時，正序顯示，右邊觸發時，逆序顯示。（兩個都觸發時？可以忽略或者取一邊有效。）要注意顯示時把握好延時。
4顯示方式可改變。我們一般都是一次送出8位LED數據到Pn口，這是因為我們的硬件支持我們這們做，如圖8.4.1所示，各個LED間互不影響。
是否有其他顯示方式？其實我們可以每次只送出一個LED的數據，然后把Pn口的8位數據依次送出，之后顯示下一字節。既然一次只點亮一個數據，那個我們可以只用一個限流電阻，如圖8.4.2所示。此時一定要保證一次只點亮一個LED，否則亮度下降，注意不要燒毀0.25W的電阻。

圖8.3.1雙向觸發慣性開關


   
圖8.4.1 普通LED接線方式

   

圖8.4.2 無實用價值的改進型LED接線方式
九 附件
內有硬件原理圖，源代碼，以及本文的PDF版本。
十 聯系小白菜
QQ = 1062509507

3htech
我是一顆小白菜～

======================================================================
附錄1：搖搖棒硬件制作過程，一定要先畫原理圖。


原理圖
1 焊接LED，數目自己定。之后焊接電阻，最好用直插元件，小白菜這里都是貼片的……小白菜又測量了下電阻值（1k，5%精度）。
   
圖F1.1.1 焊接LED

圖F1.1.2焊接限流電阻

圖F1.1.3 檢查電阻焊接質量
2 焊接DIP40座和單片機的復位電路，晶振電路。還是貼片的……
   
                          圖F1.2.1焊接DIP40座                             圖F1.2.2焊接復位電路和時鐘電路

3 焊接慣性開關。由于怕慣性開關自身質量太小，所以加了個焊錫球。為了不讓它上下活動，我加了一個小罩子，這樣就能保證只在一定的范圍內活動。
圖F1.3.1慣性開關
4 用排線連接LED和單片機以及開關。如圖F1.4.1。
5 焊接電池座和電源地線。整機焊接完成。如圖F1.5.1。這里我強壓了一個DIP40座，方便我取下單片機下程序。兩個電池串聯的，電壓6V。正好。效果圖如圖F1.5.2和圖F1.5.3。

        
                        圖F1.4.1背面連線圖                            圖F1.5.1  整機正面圖



                                  圖F1.5.2 效果圖1                            圖F1.5.3 效果圖2


歡天喜地搖搖棒.rar (3.34 MB, 下載次數: 2870)
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沙發
ID:70650 發表于 2014-12-20 18:24 | 只看該作者
主程序預覽：
  1. #include "Config.H"


  4. //========================================================================//
  5. //                              慣性開關                                  //
  6. //========================================================================//
  7. sbit InertiaSwitch = P2^7;  // 為0時表示開關閉合了。
  8. //========================================================================//
  9. //                      顯示允許函數 (對外提供服務)
  10. //函數名稱：App_YYB_Disp_Enable ()
  11. //函數功能：檢查當前是否允許顯示
  12. //入口參數：無。
  13. //出口參數：TRUE = 運動到最左邊，口線電平被拉低，允許啟動顯示。FALSE = 其他位置，不允許顯示。
  14. //重要說明：
  15. //編寫日期：2012-11-29
  16. //測試結果：
  17. //========================================================================//
  18. // 函數返回值：
  19. extern uint8 App_YYB_Disp_Enable(void)
  20. {
  21.     // 閉合后口線電平為低
  22.     if(0 == InertiaSwitch)
  23.     {
  24.         Delay_MS(30);   // 在剛觸發時，搖搖棒剛行進到最左邊，此時速度很低，因而若立即啟動顯示，則必然會使字顯示的很少，所以延時一段時間。
  25.                         // 在搖搖棒速度上來之后再啟動顯示。

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

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


  40. //========================================================================//
  41. //變量名稱：u8Picture
  42. //變量功能：保存需要顯示的數據
  43. //作用域  ：全局變量、僅限本文件
  44. //重要說明：，僅適用于本程序。
  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,    // 與
  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. //                      顯示一列數據函數 (對外提供服務)
  66. //函數名稱：App_YYB_Disp_Colum ()
  67. //函數功能：顯示一列數據。
  68. //入口參數：u8UpByte為16位的上半部分數據，u8DownByte為下半部分數據
  69. //出口參數：無。
  70. //重要說明：
  71. //編寫日期：2012-11-29
  72. //測試結果：
  73. //========================================================================//
  74. static void App_YYB_Disp_Colum(uint8 u8UpByte, uint8 u8DownByte)
  75. {
  76.     P1 = u8UpByte;
  77.     P0 = u8DownByte;

  79.     Delay_50us(10);  // 延時500us，可自行調節

  81.     P1 = 0xFF;      // 關閉顯示
  82.     P0 = 0xFF;
  83. }
  84. //========================================================================//
  85. //                      顯示圖像函數 (對外提供服務)
  86. //函數名稱：App_YYB_Disp()
  87. //函數功能：顯示一幅圖片。漢字點陣實際上也是一幅圖片
  88. //入口參數：u8disp_Enable：是否起動顯示。TRUE = 允許起動顯示，FALSE = 不允許顯示。
  89. //出口參數：無。
  90. //重要說明：
  91. //編寫日期：2012-11-29
  92. //測試結果：
  93. //========================================================================//
  94. extern void App_YYB_Disp(uint8 u8disp_Enable)
  95. {
  96.     uint8 i, k;

  98.     if(FALSE == u8disp_Enable)
  99.     {
  100.         return; // 一個函數最好只有一個出口，顯然，這里不符合要求。
  101.     }


  104.     for(i = 0; i < 4; i++)  // 要顯示的4個漢字
  105.     {
  106.         for(k = 0; k < 16; k++) // 這里，一個漢字有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. //                               主函數                                   //
  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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板凳
ID:70650 發表于 2014-12-20 18:26 | 只看該作者
TypeRedefine.H文件：
  1. /*
  2. ********************************************************************************
  3. *                                     WIT
  4. *                             淄博威特電氣有限公司
  5. *
  6. *     地址：山東省淄博市張店區淄博市高新技術開發區政通路135號高創中心E座2層
  7. *                  (c) Copyright 2012,   All Rights Reserved
  8. *                                www.weitedq.com
  9. * 開發環境  : Keil4
  10. * 文件名    : TypeRedefine.H
  11. * 程序員    : 3htech
  12. * 開發時間  : 2012-06-04
  13. * 描述      : 類型重新定義。
  14. * 生存條件  : 自由存在。
  15. *-------------------------------------------------------------------------------
  16. * 修　改    :
  17. * 日　期    :
  18. * 描  述    :
  19. *-------------------------------------------------------------------------------
  20. ********************************************************************************
  21. */


  24. //------------------------------    文件開關    ------------------------------//
  25. // 防止文件包含時多次編本文件，與本文件結尾處的endif對應。
  26. #ifndef     _TYPEREDEFINE_H_
  27.     #define _TYPEREDEFINE_H_
  28. //----------------------------------------------------------------------------//




  33. //------------------------------ 系統頭文件包含 ------------------------------//
  34. #include<stdio.H>       // 為了使用NULL的定義。

  36. //----------------------------- 自定義頭文件包含 -----------------------------//
  37. //無
  38. //--------------------------------  類型聲明  --------------------------------//
  39. //----------------------------------------------------------------------------//
  40. //類型名稱：
  41. //類型功能：
  42. //成員詳解：
  43. //重要說明：
  44. //----------------------------------------------------------------------------//


  47. //------------------------------  全局變量定義  ------------------------------//
  48. //無


  51. //--------------------------------------------------------------//
  52. //                     類型重新定義
  53. //名稱：類型重新定義
  54. //功能：
  55. //      51系列單片機應用下的類型重新定義。
  56. //      使用的是8位單片機，因此char是8位，int為16位，long為32位
  57. //--------------------------------------------------------------//

  59. typedef  bit  bdata   uint1;    //  無符號1 位整型變量需要加前綴u1

  61. typedef unsigned char uint8;    // 無符號8 位整型，前綴u8
  62. typedef   signed char  int8;    // 有符號8 位整型，前綴i8

  64. typedef unsigned int  uint16;   // 無符號16位整型，前綴u16
  65. typedef   signed int   int16;   // 有符號16位整型，前綴i16

  67. typedef unsigned long uint32;   // 無符號32位整型，前綴u32
  68. typedef   signed long  int32;   // 有符號32位整型，前綴i32

  70. typedef  float         flt32;   // 單精度浮點數(32位長度)，前綴f32



  74. //-------------------------------   宏定義   ---------------------------------//
  75. //----------------------------------------------------------------------------//
  76. //宏名    ：TURE, FALSE
  77. //功能    ：錯誤標志或操作完成標志。
  78. //重要說明：無
  79. //----------------------------------------------------------------------------//
  80. #ifndef TRUE
  81.     #define TRUE  0
  82. #endif

  84. #ifndef FALSE
  85.     #define FALSE 1
  86. #endif
  87. //------------------------------    文件開關    ------------------------------//
  88. // 防止文件包含時多次編本文件，與本文件開頭處的 #ifndef 對應。
  89. #endif
  90. //----------------------------------------------------------------------------//


  93. //------------------------------    文件結束    ------------------------------//
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地板
ID:70650 發表于 2014-12-20 18:27 | 只看該作者
Delay.c文件：
  1. /*
  2. ================================================================================
  3. * 開發環境  : Keil4
  4. * 文件名    : Delay.C
  5. * 程序員    : 3htech
  6. * 開發時間  : 2012-06-08
  7. * 描述      : 軟件延時函數驅動。不同內核的單片機、晶振、分頻數、指令所用的周期數不同
  8. *           ：都會導致延時時間的不同。所以本驅動需要進行移植修改。
  9. * 生存條件  :
  10. ===============================================================================
  11. //修　改  ：
  12. //日　期  ：
  13. //描  述  ：
  14. ================================================================================
  15. ================================================================================
  16. */

  18. //------------------------------    程序開關    ------------------------------//
  19. //----------------------------------------------------------------------------//
  20. // 名稱 ：
  21. // 功能 ：
  22. //----------------------------------------------------------------------------//


  25. //------------------------------ 系統頭文件包含 ------------------------------//

  27. //----------------------------- 自定義頭文件包含 -----------------------------//
  28. #include"Delay.h"



  32. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  33. //                            本文件專用函數定義                              //
  34. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  35. //----------------------------------------------------------------------------//
  36. //                      xxxx函數 (僅限本文件使用)
  37. //函數名稱：
  38. //函數功能：
  39. //入口參數：無
  40. //出口參數：無
  41. //重要說明：無
  42. //----------------------------------------------------------------------------//
  43. //修改日期：
  44. //修改人員：
  45. //修改內容：
  46. //----------------------------------------------------------------------------//

  48. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  49. //                          本文件專用函數定義結束                            //
  50. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////







  58. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  59. //                             對外服務函數定義                               //
  60. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

  62. //----------------------------------------------------------------------------//
  63. //                      軟件延時n個毫秒函數 (對外提供服務)
  64. //函數名稱：Delay_MS
  65. //函數功能：STC90C52,Fcpu = 12MHz,12T條件下，精確的軟件延時n個毫秒。
  66. //入口參數：n，8位無符號數，延時的毫秒數。n的最大值為255，即255毫秒。小心您的看門狗。
  67. //出口參數：無。
  68. //重要說明：
  69. //編寫日期：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. //                      軟件延時n個毫秒函數 (對外提供服務)
  93. //函數名稱：Delay_us
  94. //函數功能：STC90C52,Fcpu = 12MHz,12T條件下，精確的軟件延時n x 50個毫秒。
  95. //入口參數：n，8位無符號數，延時50微秒的倍數。n的最大值為255，即255 x 50微秒秒。
  96. //出口參數：無。
  97. //重要說明：
  98. //編寫日期：2012-11-29
  99. //測試結果：
  100. //  期望值-->實際值：
  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. //                           對外服務函數定義結束                             //
  129. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////



  133. //------------------------------    文件結束    ------------------------------//
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ID:71861 發表于 2015-1-8 17:06 | 只看該作者
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