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前言：隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們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。

一、系統(tǒng)硬件
系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在3個部分：
(1)單片機控制（STC12C2052）
本裝置采用了STC12C2052單片機，它支持直接通過串口線下載程序，對于本設計而言，顯示文字需經(jīng)常改變，STC12C2052方便許多，因此選擇STC12C2052作為本設計所用的單片機。
（2）顯示功能。（D1~D32）
信息傳遞主要由顯示來完成，本設計顯示功能由32個發(fā)光二極管來完成。32個發(fā)光二極管分為4組，以共陽的方式連接，共用P1口作為數(shù)據(jù)輸出口。另外4條I/O口作為段選，通過三極管選通相應段。
（3）傳感器系統(tǒng)。（S2）
硬件傳感器主要為搖動傳感器，本設計的搖動傳感器由滾珠開關(guān)構(gòu)成。
可選搖動開關(guān)有水銀搖動開關(guān)和滾珠開關(guān)兩種。水銀搖動開關(guān)穩(wěn)定性較高，但容易發(fā)生破裂，水銀外泄，安全性較差。滾珠開關(guān)穩(wěn)定性稍差，但不容易損壞，安全度很高。考慮到實際應用環(huán)境，故選用滾珠開關(guān)作為系統(tǒng)的搖動傳感器。由滾珠開關(guān)帶來的不穩(wěn)定性可以通過軟件進行彌補。

            圖1：滾珠開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

另外D_B1和D_B2為裝飾用的藍色發(fā)光二極管，J1為串口，供下載程序用。J2和J3為電池盒插座。

                                           圖2：系統(tǒng)硬件原理圖

二、系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)開始運行，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。
程序清單如下：
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int


#define out P1 //數(shù)據(jù)輸出端口
sbit led1=P3^2; //第1組LED
sbit led2=P3^4; //第2組LED
sbit led3=P3^5; //第3組LED
sbit led4=P3^7; //第4組LED


uchar code disp_tab[]=
{0xFF,0xFF, 0x0F,0xFF,
0xFF,0x9F, 0xFF,0xFF,
0xFF,0xCF, 0x00,0x80,
0xFF,0xE7, 0x00,0x80,
0xFF,0xF3, 0xEF,0xFF,
0xFF,0xF8, 0xDF,0xFF,
0x00,0xFC, 0x8F,0x9F,
0x00,0xFE, 0x81,0x9C,
0x7F,0xFC, 0xE1,0x9C,
0xFF,0xF9, 0xE7,0x9C,
0xFF,0xF3, 0x00,0x80,
0xFF,0xE7, 0x00,0x80,
0xFF,0xCF, 0xE7,0x9C,
0xFF,0x9F, 0xE7,0x9C,
0xFF,0xDF, 0xE7,0x9F,
0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,

0xFF,0xDF, 0xFF,0xF7,
0xCF,0xCF, 0xE7,0xE7,
0xCF,0xE7, 0xE7,0xF3,
0xCF,0xF7, 0xE7,0xF9,
0xCF,0xE3, 0x67,0xF0,
0xCF,0xC9, 0x27,0xF2,
0xCE,0xDC, 0x07,0xF3,
0x48,0x9E, 0x00,0x80,
0x09,0x9F, 0x00,0x80,
0x8F,0x9F, 0x27,0xF3,
0x8F,0x9F, 0x67,0xF2,
0xCF,0x9F, 0xE7,0xF0,
0xCF,0x9F, 0xE7,0xF9,
0xCF,0x9F, 0xE7,0xF3,
0xFF,0x9F, 0xE7,0xF7,
0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,

0xFF,0xFD, 0xFF,0xFF,
0xE7,0xFC, 0xFF,0xFD,
0x64,0xFE, 0xBB,0x85,
0x20,0x80, 0x2A,0x85,
0x01,0x80, 0x28,0xD4,
0x47,0xFC, 0xA9,0xD4,
0x3F,0x99, 0xAB,0xD5,
0xB3,0xCF, 0x03,0xD4,
0xF3,0xE3, 0x03,0xD4,
0x03,0xF0, 0xA9,0xD5,
0x03,0x9C, 0xA8,0xD4,
0xF3,0x9F, 0x2A,0x84,
0xF3,0x8F, 0x2B,0x85,
0x03,0xC0, 0xBB,0xFD,
0x03,0xE0, 0xFF,0xFD,
0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};


void delay(n); //延時子程序
void display(); //顯示子程序


void main()
{
EX1=1; //開放外部中斷1
IT1=0; //中斷1為邊沿觸發(fā)方式
EA=1;
while(1);
}


void display()
{uchar i,n;
n=0; //初始化數(shù)據(jù)表計數(shù)
for(i=0;i<48;i++) //共顯示16*3=48列
{
out=0xff; //清顯示
led4=1; //關(guān)閉第4組LED
led1=0; //開啟第1組LED
out=disp_tab[n++]; //輸出數(shù)據(jù)到LED
delay(20); //延時

out=0xff; //清顯示
led1=1; //關(guān)閉第1組LED
led2=0; //開啟第2組LED
out=disp_tab[n++]; //輸出數(shù)據(jù)到LED
delay(20); //延時

out=0xff; //清顯示
led2=1; //關(guān)閉第2組LED
led3=0; //開啟第3組LED
out=disp_tab[n++]; //輸出數(shù)據(jù)到LED
delay(20); //延時

out=0xff; //清顯示
led3=1; //關(guān)閉第3組LED
led4=0; //開啟第4組LED
out=disp_tab[n++]; //輸出數(shù)據(jù)到LED
delay(20); //延時
}
}


void delay(n)
{
uchar i;
for(;n>0;n--)
{
for(i=0;i<7;i++);
}
}


void int1() interrupt 2 //使用外部中斷1
{
uint i=5000; //延時一段時間開始顯示
out=0xff;
while(i--);
display(); //顯示
}

三、“pctolcd2002”軟件使用方法
程序中“字符點陣數(shù)據(jù)表”中的數(shù)據(jù)是由“pctolcd2002”軟件生成的，下面介紹使用pctolcd2002生成3個×2行的漢字點陣數(shù)據(jù)的方法：
1、啟動pctolcd2002軟件，“模式”設為“字符模式”。字寬和字高設為16*16�！斑x項”中的“自定義格式”選擇“C51”格式。其它默認即可。

2、輸入第一行的三個（或四個）漢字，生成字模。
例如：
{0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11}
{0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22}
{0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33}
3、將字模保存好，輸入第二行的三個（或四個）漢字，生成字模。
例如：
{0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44}
{0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55}
{0x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x66,0x66}
4、由于搖搖棒是逐列掃描，需要將同一列上下兩行16位的數(shù)據(jù)組成一列32位數(shù)據(jù)。

按上面的數(shù)據(jù)，組合后為：
{0x11,0x11,0x44,0x44,
0x11,0x11,0x44,0x44,
0x11,0x11,0x44,0x44,
0x11,0x11,0x44,0x44,
0x22,0x22,0x55,0x55,
0x22,0x22,0x55,0x55,
0x22,0x22,0x55,0x55,
0x22,0x22,0x55,0x55,
0x33,0x33,0x66,0x66,
0x33,0x33,0x66,0x66,
0x33,0x33,0x66,0x66,
0x33,0x33,0x66,0x66};
5、將數(shù)據(jù)替換，如每行顯示4個漢字則修改程序 for(i=0;i<48;i++)為 for(i=0;i<64;i++)

四、結(jié)論
本文以傳感器和單片機的實際應用為背景，介紹了以單片機和傳感器為核心系統(tǒng)搖動傳感器和顯示設計的基本結(jié)構(gòu)和基本原理。
本文將使用單片機對搖動顯示進行實例化，設計一個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32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。
設計具有市場前景，可滿足各種大型演出、集會、游行等宣傳需要，為人們的生活提供便利。