畢業(yè)設(shè)計論文---基于單片機的搖搖棒設(shè)計

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　題目 基于單片機的搖搖棒設(shè)計 </p><p>　　專業(yè) 電信工程 學號 姓名 </p><p>　　主要內(nèi)容：1.根據(jù)設(shè)計要求確定系統(tǒng)的總體框圖。</p><p>　　2.了解掌握單片機的基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點。&

2、lt;/p><p>　　3.熟悉水銀開關(guān)和集成電路的要求。</p><p>　　4.根據(jù)系統(tǒng)的要求繪制系統(tǒng)硬件電路圖，進行部分軟件功能的設(shè)計。</p><p>　　基本要求：1.設(shè)計搖搖棒的總體方案與硬件設(shè)計。</p><p>　　2.繪出總體程序流程圖和模塊化設(shè)計，并作相關(guān)程序編譯。</p><p>　　3.對設(shè)計進行調(diào)

3、試，模擬電路的工作過程。 </p><p>　　主要資料：現(xiàn)代單片機技術(shù)與系統(tǒng)、單片機匯編語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計、單片機原理及其應(yīng)用。</p><p>　　完 成 期 限： 年 月 </p><p>　　指導教師簽名： </p><p>　　評審小組

4、負責人簽名： </p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表</p><p>　　基于單片機的搖搖棒設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們

5、對精神生活的追求也愈加強烈，對信息的渴求已成為了人們必不可少的需要，更加簡捷與新穎的信息傳遞方式無疑會給人們帶來耳目一新的感受。而現(xiàn)代工具務(wù)求簡捷化、便攜化，因此，搖動顯示裝置的到來，必將會給人們帶來一種新的方便的文化傳遞方式。</p><p>　　“搖動顯示裝置”，俗稱“搖搖棒”，是基于人的視覺暫留原理的，通過分時刷新16個發(fā)光二極管來顯示輸出文字或圖案等信息的顯示裝置。輸出信號頻率的控制通過單片機來實現(xiàn)，用水

6、銀開關(guān)來檢測當前搖動狀態(tài)。當進行搖動時，由于人的視覺暫留原理，會在發(fā)光二極管搖動區(qū)域產(chǎn)生一個視覺平面，在視覺平面內(nèi)的二極管通過不同頻率的刷新，會在搖動區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達到在該視覺平面上傳達信息的作用。</p><p>　　本文以單片機的實際應(yīng)用為背景，介紹了以單片機為核心系統(tǒng)顯示設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)和基本原理。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機/發(fā)光二極管/水銀開關(guān)</p>

7、<p>　　Based on single-chip shaking his stick design</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　As people material standard of living rise, people pursuit to cultural life also becomes

8、strong, the desire of information have become the people of the essential needs, more forthright and novel the information transfer mode will undoubtedly bring people to find everything new and fresh feeling. And modern

9、tools to the simple, portable, therefore, shaking the display device, the arrival of will give people brings a kind of new convenient cultural transfer mode.</p><p>　　"Shake display device," called

10、 "to shake the great", it is to be based on visual temporarily leave the principle, through the timeshare refresh 16 leds to display text or design output information display device. The output signal frequency

11、 control through the single-chip microcomputer to realize, with mercury switch test current moved state. When shaken, as the men's vision for a principle, will be in the light emitting diode shaking area produce a vi

12、sual plane, the plane within the vision of d</p><p>　　Based on the MCU application for background, introduces the single-chip microcomputer and sensor as the core system moved display design the basic struc

13、ture and the basic principle.</p><p>　　KEY WORDS Chip, leds, the mercury switch</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACT

14、II</p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　1.1單片機的定義2</p><p>　　1.2 單片機介紹2</p><p>　　1.3 單片機的工作過程6</p><p>　　1.4 搖搖棒簡介17</p><p&g

15、t;　　2 AT89S52單片機簡介9</p><p>　　2.1 AT89S52主要功能9</p><p>　　2.2 AT89S52各引腳功能9</p><p>　　2.3 AT89S52單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖14</p><p>　　2.4 AT89S52單片機的最小系統(tǒng)15</p><p>　　3 系統(tǒng)

16、設(shè)計方案17</p><p>　　3.1 搖搖棒原理18</p><p>　　3.2 搖搖棒介紹18</p><p>　　3.3 設(shè)計目的19</p><p>　　3.4 設(shè)計要求19</p><p>　　3.5 設(shè)計思路19</p><p>　　4 系統(tǒng)硬件設(shè)計20</p&

17、gt;<p>　　4.1 單元電路設(shè)計20</p><p>　　4.2 LED 顯示模塊22</p><p>　　4.3 各部分功能25</p><p>　　4.4 系統(tǒng)硬件26</p><p>　　5.系統(tǒng)軟件設(shè)計28</p><p>　　5.1 軟件設(shè)計思路28</p>&

18、lt;p>　　5.2 主程序流程圖29</p><p>　　6 系統(tǒng)的硬件調(diào)試及軟件調(diào)試30</p><p>　　6.1 常見的硬件故障31</p><p>　　6.2 硬件調(diào)試方法32</p><p>　　6.3 軟件調(diào)試方法33</p><p>　　6.4 本次設(shè)計中，具體調(diào)試過程34</

19、p><p><b>　　結(jié)束語35</b></p><p><b>　　致　謝</b></p><p><b>　　附　錄</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　單片機是隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)極其

20、發(fā)展，將計算機的CPU，RAM，ROM，定時/計數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成了芯片級的計算機，因此單片機早期的含義稱為單片微型計算機(single chipmicrocomputer).它擁有優(yōu)異的性價比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強、低電壓、低功耗的顯著優(yōu)點.主要應(yīng)用于智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機電一體化等方面,并且取得了顯著的成果.單片機應(yīng)用系統(tǒng)可以分為:（1）最小應(yīng)用系統(tǒng)是指能維持單片機運行的最簡單配置的

21、系統(tǒng)。這種系統(tǒng)成本低廉,結(jié)構(gòu)簡單，常構(gòu)成一些簡單的控制系統(tǒng)，如開關(guān)狀態(tài)的輸入/輸出控制等。片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機，其最小應(yīng)用系統(tǒng)即為配有晶振，復位電路，電源的單個單片機.片內(nèi)無ROM/EPROM的單片機，其最小應(yīng)用系統(tǒng)除了外部配置晶振，復位電路，電源外，還應(yīng)外接EPROM或EEPROM作為程序存儲器用.（2）最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)是指為了保證正常運行，系統(tǒng)的功耗最小.（3）典型應(yīng)用系統(tǒng)是指單片機要完成工業(yè)測控功能所必須的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

22、。</p><p>　　本文將使用單片機對搖動顯示進行實例化，設(shè)計一個LED搖動顯示器來顯示文字、圖像等信息。掌握利用8051型單片機對發(fā)光二極管陣列進行搖動控制的方法。輸出信號頻率的控制通過單片機來實現(xiàn)，用搖動傳感器檢測當前搖動狀態(tài)，用16個發(fā)光二極管進行不同頻率的亮滅刷新，通過手動搖動可顯示輸出文字及圖案等信息。當進行搖動時，由于人的視覺暫留原理，會在發(fā)光二極管搖動區(qū)域產(chǎn)生一個視覺平面，在視覺平面內(nèi)的二極管通

23、過不同頻率的刷新，會在搖動區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達到在該視覺平面上傳達信息的作用。LED顯示棒，又稱搖搖棒，是一種利用視覺暫留效應(yīng)制作的“高科技”玩具。可以用“靜如處子，動如脫兔”來形容它，即當靜止時，它只是幾個LED發(fā)光二極管（后簡稱LED） ，而一旦按照一定的頻率去搖晃它，它就會隨著位置的變化而變化（亮或滅），最終顯示一幅圖片或字符串。</p><p><b>　　單片機簡介</b><

24、;/p><p><b>　　1.1 單片機定義</b></p><p>　　單片機是一種集成在電路芯片上，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器和計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的小型計算機系統(tǒng)。</

25、p><p><b>　　1.2 單片機介紹</b></p><p>　　單片微型計算機簡稱單片機，它廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域。嵌入式一般指非PC(PersonalComputer)系統(tǒng)，它包括硬件呵軟件兩部分。它由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設(shè)

26、備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。 </p><p>　　隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們正處在一個信息時代,單片機已在嵌入式系統(tǒng)中占主導地位。人們每天都要通過電視，廣播，通信，互聯(lián)網(wǎng)等多種媒體獲取大量的信息。而現(xiàn)代信息的儲存，處理和傳輸越來越趨于數(shù)字化。在人們的日常生活中，常用的那個計算機，電視機，音響系統(tǒng)，視頻記錄設(shè)備，長途電信等電子設(shè)備或電

27、子系統(tǒng)，無一不采用數(shù)字電路或數(shù)字系統(tǒng)。因此，數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTE

28、L.i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而</p><p>　　單片機比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機?，F(xiàn)代人類生活中所

29、用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。</p><p>　　單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把

30、一個單片機系統(tǒng)連接到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。</p><p>　　單片機內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多

31、，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。</p><p>　　它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區(qū)別。</p><p>　　單片機是靠

32、程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！</p&g

33、t;<p>　　由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經(jīng)達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設(shè)備。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。

34、 單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的?？梢哉f，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義

35、，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用</p><p>　　1.3 單片機的工作過程</p><p>　　單片機自動完成賦予它的任務(wù)的過程，也就是單片機執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設(shè)計人員賦予它的指令

36、系統(tǒng)所決定的，一條指令對應(yīng)著一種基本操作；單片機所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元（最小的存儲單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)

37、行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣，每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號，該地址號稱為存儲單元的地址，這樣只要知道了存儲單元的地址，就可以找到這個存儲單元，其中存儲的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。 </p><p>　　程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機在執(zhí)行程序時要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計數(shù)器

38、PC（包含在CPU中），在開始執(zhí)行程序時，給PC賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令，PC在其中的內(nèi)容就會自動增加，增加量由本條指令長度決定，可能是1、2或3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。</p><p>　　2 AT89S52單片機簡介</p><p>　　AT89S52為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)

39、可編程Flsah存儲器。</p><p>　　2.1 AT89S52主要功能</p><p>　　(1)、擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash</p><p>　　(2)、晶片內(nèi)部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）</p><p>　　(3)、內(nèi)部程序存儲器（ROM）為 8KB</p><p>　

40、　(4)、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為 256字節(jié)</p><p>　　(5)、32 個可編程I/O 口線</p><p>　　(6)、8 個中斷向量源</p><p>　　(7)、三個 16 位定時器/計數(shù)器</p><p>　　(8)、三級加密程序存儲器</p><p>　　(9)、全雙工UART串行通道</p

41、><p>　　2.2 AT89S52各引腳功能</p><p><b>　　VCC：</b></p><p>　　AT89S52電源正端輸入，接+5V。</p><p><b>　　VSS：</b></p><p><b>　　電源地端。</b></

42、p><p><b>　　XTAL1：</b></p><p>　　單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。</p><p><b>　　XTAL2：</b></p><p>　　系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳

43、與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機。</p><p><b>　　RESET：</b></p><p>　　AT89S52的重置引腳，高電平動作，當要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處

44、開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。</p><p><b>　　EA/Vpp：</b></p><p>　　"EA"為英文"External Access"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電

45、平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。</p><p><b>　　ALE/PROG：</b></p><p>　　ALE是英文"Address Latch Enable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信

46、號。AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進鎖存器中，因為AT89S52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。</p><p><b>　　PSEN：</b>&

47、lt;/p><p>　　此為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲存啟用，當8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。</p><p

48、>　　PORT0（P0.0～P0.7）：</p><p>　　端口0是一個8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當做I/O用時可以推動8個LS的TTL負載。如果當EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A

49、0～A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。</p><p>　　PORT2（P2.0～P2.7）：</p><p>　　端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當

50、成輸入端口來使用。P2除了當做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個時候P2便不能當做I/O來使用了。</p><p>　　PORT1（P1.0～P1.7）：</p><p>　　端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LS TTL負載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來

51、輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當做定時器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。</p><p>　　PORT3（P3.0～P3.7）：</p><p>　　端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器

52、內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋?lt;/p><p><b>　　其引腳分配如下：</b></p><p>　　P3.0：RXD，串行通信輸入。</p><p>　　P3.1：TXD，串行通信輸出。</p><p>　　P3.2：INT0，外部中斷0輸入。</p><p>　　P3.3：INT1，外部中斷

53、1輸入。</p><p>　　P3.4：T0，計時計數(shù)器0輸入。</p><p>　　P3.5：T1，計時計數(shù)器1輸入。</p><p>　　P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。</p><p>　　P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST

54、腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時

55、， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序

56、存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>

57、;　　2.3 AT89S52單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　2.4 AT89S52單片機的最小系統(tǒng)</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計方案</b></p><p><b>　　3.1搖搖棒簡介</b></p><p>　　搖搖棒是一種利用視覺暫留效應(yīng)制作的“高科技”玩具?？梢杂谩办o如處子，

58、動如脫兔”來形容它，即當靜止時，它只是幾個LED發(fā)光二極管（后簡稱LED） ，而一旦按照一定的頻率去搖晃它，它就會隨著位置的變化而變化（亮或滅），最終顯示一幅圖片或字符串。它是由單片機控制一排LED燈有規(guī)律地亮暗，再通過搖動使之在空中呈現(xiàn)一幅段時間的畫面。</p><p>　　搖搖棒的設(shè)計需要解決幾個問題。因為通過搖動產(chǎn)生的圖像是有方向的，所以，要使圖像正確不重疊，就要將搖搖棒設(shè)計成單方向才顯示圖像。如果搖動一下

59、的速度比顯示一幅圖像的速度慢，可能會出現(xiàn)：第二幅圖的前面部分在第一下?lián)u動的末尾，后面部分在第二下?lián)u動的開始。這就要使搖搖棒在一次搖動中只顯示一次圖像。</p><p>　　人的視覺暫留時間是100ms—400ms。如果要設(shè)計一個16X20分辨率的搖搖棒，LED數(shù)為16只，LED每5ms—10ms變換一次，共變換20次組成一幅圖像。測試間隔8ms效果較好。其中亮燈3ms，暗燈5ms。這樣能使亮點不呈一條橫線，黑暗寬

60、度與LED間隔相近。</p><p>　　單片機系統(tǒng)可采用AT89S52單片機。選擇P0和P2口輸出，連接16只LED燈。P3.2為外部中斷INT0，低電平觸發(fā)方式，接一個輕觸開關(guān)，功能為切換圖像。P3.3為外部中斷INT1，低電平觸發(fā)方式，接一個水銀開關(guān)，功能是使搖搖棒只有向一個方向搖動時才顯示圖像，使圖像完整。</p><p><b>　　3.2 搖搖棒原理</b>

61、;</p><p>　　“搖搖棒”是基于人的視覺暫留原理的，通過分時刷新16個發(fā)光二極管 來顯示輸出文字或圖案等信息的顯示裝置。輸出信號頻率的控制通過單片機來實現(xiàn)，用水銀開關(guān)檢測當前搖動狀態(tài)。當進行搖動時，由于人的視覺暫留原理，會在發(fā)光二極管搖動區(qū)域產(chǎn)生一個視覺平面，在視覺平面內(nèi)的二極管通過不同頻率的刷新，會在搖動區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達到在該視覺平面上傳達信息的作用。</p><p>&l

62、t;b>　　3.3 搖搖棒介紹</b></p><p>　　搖搖棒，是一種利用視覺暫留效應(yīng)制作的“高科技”玩具。 可以用“靜如處子，動如脫兔”來形容它，即當靜止時，它只是幾個LED 發(fā)光二 極管（后簡稱LED） ，而一旦按照一定的頻率去搖晃它，它就會隨著位置的變 化而變化（亮或滅），最終顯示一幅圖片或字符串。本設(shè)計要求制作完成一個LED 的顯示棒。要求LED 燈線狀排列，通過搖動 時形成的亮燈扇

63、形區(qū)域能夠分辨出如：“電”、“A”、五環(huán)之類的漢字或圖案 且可以使用按鍵對顯示內(nèi)容進行切換。 </p><p>　　本系統(tǒng)要求設(shè)計一個 LED 顯示棒，，它主要是由中央控制部分、LED 驅(qū)動部分、LED 顯示部分以及電源部分組成， LED 顯示棒系統(tǒng)，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(yīng) 的字模代碼通過 I/O 口輸出，使 LED 點亮，利用視覺暫留原理最終使圖案完整 的顯示在擺動的

64、顯示屏中。</p><p>　　本設(shè)計的難點在于送數(shù)據(jù)的時間間隔以及較長畫面或文字的完整顯示。LED 燈的選擇為傳統(tǒng)LED 發(fā)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(jīng)濟，但是顏色較為黯淡，不鮮亮。</p><p>　　單片機的字模讀取是通過在水銀開關(guān)閉合的次數(shù)上來取設(shè)計子程序的代碼(即設(shè)變量N，水銀開關(guān)每閉合一次，N加一，數(shù)組指向下一個字模代碼)。</p>

65、<p>　　使用水銀開關(guān)。通過搖晃使得水銀開關(guān)與焊接的左右兩個觸點接觸，利用這種接觸產(chǎn)生的電平變化來改變數(shù)組指向，結(jié)合軟件控制顯示，制作簡單，使用方便。</p><p><b>　　3.4 設(shè)計目的</b></p><p>　　本次設(shè)計制作的是一個顯示棒，基本要求就是要小巧、輕便，所以要將單片機的系統(tǒng)板簡化設(shè)計。通過本次設(shè)計，加強學生對AT89S52單片機

66、的深刻理解，提高學生的設(shè)計能力和動手能力。</p><p><b>　　3.5 設(shè)計要求</b></p><p>　　設(shè)計一個16只高亮度LED發(fā)光二極管構(gòu)成的搖搖棒，通過單片機編程配合手的左右搖晃就可呈現(xiàn)一幅完整的畫面，可以顯示字符、圖片。</p><p><b>　　3.6 設(shè)計思路</b></p>&l

67、t;p>　　本系統(tǒng)要求設(shè)計一個LED顯示棒且需要有按鍵進行內(nèi)容切換，它主要是由中央控制部分，LED驅(qū)動部分，LED顯示部分以及電源部分組成。</p><p>　　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(yīng)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。</p><p>　　(1），LED燈的選擇：傳統(tǒng)LED發(fā)光

68、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(jīng)濟。</p><p>　　(2），外部中斷信號產(chǎn)生方式：通過外部中斷可以控制數(shù)據(jù)開始傳輸?shù)臅r刻。選擇好外部中斷來源是本次制作的難點及重點。使用慣性開關(guān)。通過搖晃使得慣性開關(guān)的擺桿與焊接的左右兩個觸點接觸，利用這種接觸產(chǎn)生的電平變化來觸發(fā)中斷，結(jié)合軟件控制顯示，制作簡單，使用方便。</p><p>　　(3），抗重影方案的選擇：使用外部

69、中斷控制數(shù)據(jù)傳輸時刻。外部中斷信號由慣性開關(guān)產(chǎn)生，觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。慣性開關(guān)左右兩邊的觸點分別與單片機兩個外部中斷接口相連，默認為高電平，搖動的擺桿接地。慣性開關(guān)處于不同位置進入不同的中斷，從而決定何時送數(shù)據(jù)。該方案簡單易行，可以保證數(shù)據(jù)是單程傳輸?shù)模苊饬酥赜?。不搖動時把慣性開關(guān)處在左邊就可以使LED棒熄滅，可以達到省電的效果。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b>&l

70、t;/p><p>　　4.1 單元電路設(shè)計</p><p>　　圖二 復位電路 圖三時鐘電路</p><p>　　單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一

71、個高電平并維持2個機器周期24個振蕩周期以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復位。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。手動按鈕復位需要人為在復位輸入端RST上加入高電平（圖二）。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個按鈕。當人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。單片機在啟動時都需要復位，以使C

72、PU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復位。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。</p><p>　　時鐘在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成

73、了內(nèi)部振蕩方式（如圖三）。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖所示。</p><p>　　外部振蕩方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機的時鐘與外部信號保持同步。外部振蕩方式的外部電路如下圖所示。</p><p>　　圖三中，電容器C01，C02起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容

74、值一般在5-30pF。晶振頻率的典型值為12MH2，采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘情號比較穩(wěn)定，實用電路中使用較多。</p><p>　　4.2 LED 顯示模塊 </p><p>　　首先，我們根據(jù) LED 點陣屏的顯示原理：點陣屏的顯示分為行掃描與列掃 描兩種，列掃描是將我們的字模數(shù)組通過點陣屏的行驅(qū)動進行輸入，然后通過列對每一行進行掃描，當列為低（高）電平、行為

75、高（低）電平時則表示該點為圖 案的一部分，將其讀出、顯示。它的順序可以總結(jié)為：行不斷的送數(shù)據(jù)，每送完 設(shè)置的信息后列進行讀取，然后行再次送數(shù)據(jù)，列再次讀取依次循環(huán)下去， 一幅完整的圖案就顯示在了顯示屏上。 而本次設(shè)計的 LED 顯示棒數(shù)據(jù)傳輸原理與LED點陣屏相似?？梢园?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，我們使用了 16 個LED 管將它們排成一列，整個屏在靜止時也就相當于16 行×1 列。

76、數(shù)據(jù)傳輸 時我們同樣使用行送數(shù)據(jù)、列掃描。在擺動過程中，應(yīng)用視覺暫留原理，我們點 亮的列不會很快的消失，而是隨著擺動的方向繼續(xù)向前移動，只要移動的速度高 于視覺暫留的最短時間顯示內(nèi)容就不會熄滅，至此，一幅圖案也就可以這樣被“擺動”出來了。 </p><p><b>　　基本原理圖為：</b></p><p>　　基本原理與硬件電路設(shè)計：</p><

77、p>　　16只LED發(fā)光管作為畫面每一列的顯示，左右搖晃起到了掃描的作用，人眼的視覺暫留現(xiàn)象看到的是一幅完整的畫面。與LED點陣的顯示有幾分相仿。</p><p>　　其硬件電路如上圖中所示：</p><p>　　系統(tǒng)電源VCC為5V，下載程序和調(diào)試時一定要保證5V電壓，MCS-51單片機作為控制器，在它的P1，P2口接有16只以共陽的方式連接的高亮度LED,由單片機輸出低電平點亮。

78、P1口，P2口的上拉電阻不能少。串在LED公共端的二極管D1會產(chǎn)生一定的壓降，用來保護LED,經(jīng)試驗測試LED點亮時兩端電壓為3V左右，在LED的安全承受范圍之內(nèi)。</p><p><b>　　4.3 各部分功能</b></p><p><b>　　(1),按鍵模塊</b></p><p>　　使用一個按鍵對顯示的所有內(nèi)容

79、進行切換，通過按鈕按下的次數(shù)確定顯示的內(nèi)容。</p><p>　　S1：水銀開關(guān)　功能為棒在搖動時，只能在朝某一方向搖動時顯示，否則會出現(xiàn)鏡像字或鏡像畫面，所以通過接一支水銀開關(guān)來控制，使搖搖棒從左向右搖動時將內(nèi)容顯示出來。</p><p>　　S2：畫面切換開關(guān)　功能為用于切換顯示不同內(nèi)容。</p><p>　　S3：手動復位開關(guān)　功能為可以控制系統(tǒng)的啟停<

80、/p><p>　　(2),LED顯示模塊</p><p>　　首先，我們根據(jù)LED點陣屏的顯示原理：點陣屏的顯示分為行掃描與列掃描兩種，列掃描是將我們的字模數(shù)組通過點陣屏的行驅(qū)動進行輸入，然后通過列對每一行進行掃描，當列為低（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。它的順序可以總結(jié)為：行不斷的送數(shù)據(jù)，每送完設(shè)置的信息后列進行讀取，然后行再次送數(shù)據(jù)，列再次讀取……依

81、次循環(huán)下去，一幅完整的圖案就顯示在了顯示屏上。</p><p>　　而本次設(shè)計的LED顯示棒數(shù)據(jù)傳輸原理與LED點陣屏相似?？梢园袻ED顯示棒看成是LED點陣屏中的一列。為了使顯示的圖案清晰，我們使用了16個LED管將它們排成一列，整個屏在靜止時也就相當于16行×1列。數(shù)據(jù)傳輸時我們同樣使用行送數(shù)據(jù)、列掃描。在擺動過程中，應(yīng)用視覺暫留原理，我們點亮的列不會很快的消失，而是隨著擺動的方向繼續(xù)向前移動，只要

82、移動的速度高于視覺暫留的最短時間顯示內(nèi)容就不會熄滅，至此，一幅圖案也就可以這樣被“擺動”出來了。</p><p><b>　　4.4 系統(tǒng)硬件</b></p><p>　　系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在3個部分：</p><p>　　(1),單片機控制（AT89S52）本裝置采用了AT89S52單片機，它支持直接通過串口線下載程序，對于本設(shè)計而言，顯示文

83、字需經(jīng)常改變，AT89S52方便許多，因此選擇AT89S52作為本設(shè)計所用的單片機。</p><p>　　(2), 顯示功能。（D1~D16）</p><p>　　信息傳遞主要由顯示來完成，本設(shè)計顯示功能由16個發(fā)光二極管來完成。16個發(fā)光二極管分為4組，以共陽的方式連接，共用P1口和P2口作為輸出口。</p><p>　　系統(tǒng)的元器件明細表：</p>

84、<p><b>　　5.系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p>　　5.1 軟件設(shè)計思路</p><p>　　在搖動LED棒的時候單片機必須單程傳送數(shù)據(jù)否則顯示的圖形會產(chǎn)生重影，影響視覺效果。因此當系統(tǒng)開始工作后通過慣性開關(guān)的位置來使單片機實現(xiàn)單程傳送數(shù)據(jù)給LED。如果慣性開關(guān)位于右邊，則進入外部中斷1并將一變量置1。在變量為1期間讓單片機以一定的頻率將數(shù)據(jù)

85、傳送給LED。如果慣性開關(guān)位于左邊，則進入外部中斷0并將變量置0,。在這期間單片機不會傳送數(shù)據(jù)給LED。在送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)送完后應(yīng)延時一段時間來使搖動時顯示的每個字不會太擁擠。之后再立刻熄滅LED并開始重新判斷慣性開關(guān)的位置。</p><p>　　5.2 主程序流程圖</p><p>　　通過軟件設(shè)計思路分析，得到該系統(tǒng)的主程序流程圖如下：</p><p>　　系統(tǒng)開

86、始運行，內(nèi)部進行初始化后，等待外部中斷。當搖動到指定位置時，由滾珠開關(guān)出觸發(fā)外部中斷，再經(jīng)過一段時間延時后開始顯示。顯示完成返回主程序，等待下一個搖動周期的到來。</p><p>　　6 系統(tǒng)的硬件調(diào)試及軟件調(diào)試</p><p>　　單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不可的，許多硬件故障是在調(diào)試軟件時才發(fā)現(xiàn)的。但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來調(diào)試的。其一般的調(diào)試過程

87、如下：</p><p>　　6.1 常見的硬件故障</p><p><b>　?。?）,邏輯錯誤</b></p><p>　　樣機硬件的邏輯錯誤是由于設(shè)計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括：錯線，開路，短路等幾種，其中短路時最常見的故障。在印刷電路板布線密度高的情況下，極易因工藝原因造成短路。</p><p&

88、gt;<b>　?。?）,器件失效</b></p><p>　　元器件失效的原因有兩個方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯誤而造成的元器件失效，如電解電容，二極管的極性錯誤，集成塊安裝方向錯誤等。</p><p><b>　?。?）,可靠性差</b></p><p>　　引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬

89、化孔，接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞；內(nèi)部和外部的干擾，電源紋波系數(shù)過大，器件負載過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。</p><p><b>　?。?）,電源故障</b></p><p>　　若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設(shè)計要求，電源引出線和插座不對應(yīng)，電源功率不足，負載能力差。&

90、lt;/p><p>　　6.2 硬件調(diào)試方法</p><p><b>　?。?）,脫機調(diào)試</b></p><p>　　脫機調(diào)試是在電路板加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細檢查樣機線路的正確性，并核對元器件的型號，規(guī)格和安裝是否符合要求。應(yīng)特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查拓展系統(tǒng)總線是否存在相互間

91、的短路或其他信號線的短路。</p><p>　　對于樣機所用的電源事先必須單獨調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值，負載能力，極性等均符合要求，才能加到系統(tǒng)的各個部件上。在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細檢查各地點電位是否正常，尤其應(yīng)注意單片機插座上的各點電位是否正常，若有高壓，聯(lián)機時將會損壞開發(fā)機。</p><p><b>　?。?）,聯(lián)機調(diào)試</b>&l

92、t;/p><p>　　通過脫機調(diào)試可排除一些明顯的硬件故障。有些硬件故障還是要通過聯(lián)機調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除。</p><p>　　聯(lián)機前先斷電，把開發(fā)系統(tǒng)的仿真插頭插到樣機的單片機插座上，檢查一下開發(fā)機與樣機之間的電源、接地是否良好。一切正常，即可打開電源。</p><p>　　通電后執(zhí)行開發(fā)機讀寫指令，對用戶機的存儲器、I/O端口進行讀寫操作、邏輯檢查，若有故障，可用示

93、波器觀察波形。通過對波形的觀察分析，尋找故障原因，并進一步排除故障?？赡艿墓收嫌校壕€路連接上的邏輯錯誤、有斷線或短路現(xiàn)象、集成電路失效等。</p><p>　　6.3 軟件調(diào)試方法</p><p>　　軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊程序設(shè)計技術(shù)，則逐個模塊調(diào)試好以后，再進行系統(tǒng)程序總調(diào)試。如果采用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，一般是逐個任務(wù)，下面進一步予以說明。</

94、p><p>　　對于模塊結(jié)構(gòu)程序，要一個個子程序分別調(diào)試。調(diào)試子程序時，一定要符合現(xiàn)場環(huán)境，即入口條件和出口條件。調(diào)試的手段可采用單步運行方式和斷點運行方式，通過檢查用戶系統(tǒng)CPU的現(xiàn)場、RAM的內(nèi)容和I/O口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計要求。通過檢測，可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤及轉(zhuǎn)移地址的錯誤，同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設(shè)計錯誤。在調(diào)試過程中不斷調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件，

95、逐步通過一個個程序模塊。各程序模塊通過后，可以把各功能塊聯(lián)系起來一起進行整體程序綜合調(diào)試。在這階段若發(fā)生故障，可以考慮各子程序在運行時是否破壞現(xiàn)場，緩沖單元是否發(fā)生沖突，零位的建立和清除在設(shè)計上有否失誤，堆棧區(qū)域有否溢出，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常，等等。若用戶系統(tǒng)是在開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控程序下運行時，還要考慮用戶緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。</p><p>　　單步和斷點調(diào)試后，還應(yīng)進行連續(xù)調(diào)試，這是因為單

96、步運行只能驗證程序的正確與否，而不能確定定時精度、CPU的實時響應(yīng)等問題。待全部完成后，應(yīng)反復運行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還要觀察用戶系統(tǒng)的操作是否符合原始設(shè)計要求、安排的用戶操作是否合理等，必要時還要做適當修正。對于實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序是由若干個任務(wù)程序組成，一般是逐個任務(wù)進行調(diào)試，在調(diào)試某一個任務(wù)時，同時也調(diào)試相關(guān)的子程序、中斷服務(wù)程序和一些操作系統(tǒng)的程序。逐個任務(wù)調(diào)試好以后，再使各個任務(wù)同時運行，如果操作系統(tǒng)中沒有錯誤，

97、一般情況下系統(tǒng)就能正常運轉(zhuǎn)。</p><p>　　在全部調(diào)試修改完成后，將用戶軟件固化于EPROM中，插入用戶樣機后，用戶系統(tǒng)即能離發(fā)機獨立工作，至此系統(tǒng)研制完成。</p><p>　　6.4 本次設(shè)計中，具體調(diào)試過程</p><p>　　在開始實驗設(shè)計前，根據(jù)實驗要求，分析實驗所涉及的相關(guān)知識點，查閱身邊的資料，并根據(jù)自己以前所學的理論知識，有了大概設(shè)計框圖后，

98、在PROTEL中畫出原理圖，然后根據(jù)原理圖分析模塊焊出電路板，并對模塊進行測試。 </p><p>　　第一步，測試LED顯示電路和S51單片機最小系統(tǒng)。首先測試LED，輸入一個簡單程序,發(fā)現(xiàn)有一個LED不亮，于是檢查該LED的引腳，發(fā)現(xiàn)線路斷了，接好后LED亮了。于是輸入搖搖棒程序，但LED燈不閃，猜測是數(shù)碼管芯片與插槽接觸不良的問題，就把插槽重新焊接，之后，再次檢測時，發(fā)現(xiàn)有時閃爍有時燈不亮。說明不是插槽的問

99、題，于是反復檢查最小系統(tǒng)模塊，通過用電壓表最數(shù)碼管的每個引腳進行高低電平測試，最總發(fā)現(xiàn)原來是接線問題，即是一根線忘了連接。使得硬件與軟件的設(shè)置不匹配，從而導致了LED顯示不正常。改正后重新測試。手動搖晃可呈現(xiàn)圖像。</p><p>　　第二步，測試驅(qū)動電路，該模塊完好。</p><p>　　第三步，軟件測試。在軟件方面，改部分主要調(diào)延時函數(shù)，調(diào)試過程簡單但費時。于是，多次耐心嘗試后軟件調(diào)試

100、才成功，能夠完整并較為清晰地完整圖像，最終，實現(xiàn)搖搖棒功能。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　在趙老師的指導下，通過幾周的時間完成了搖搖棒的設(shè)計，本次設(shè)計以水銀開關(guān)和單片機的實際應(yīng)用為背景，介紹了以單片機為核心顯示設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)和基本原理。 本次將使用單片機對搖動顯示進行實例化，設(shè)計一個LED搖動顯示器來顯示文字、圖像等信息。掌

101、握利用AT89S52型單片機對發(fā)光二極管陣列進行搖動控制的方法。輸出信號頻率的控制通過單片機來實現(xiàn)，用水銀開關(guān)擺動狀態(tài)和16個發(fā)光二極管進行不同頻率的亮滅刷新，通過手動搖動可顯示輸出文字及圖案等信息。當進行搖動時，由于人的視覺暫留原理，會在發(fā)光二極管搖動區(qū)域產(chǎn)生一個視覺平面，在視覺平面內(nèi)的二極管通過不同頻率的刷新，會在搖動區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖像，從而達到在該視覺平面上傳達信息的作用。 設(shè)計具有市場前景，可滿足各種大型演出、集會、游行等宣