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一次不算成功的16 LED摇摇棒制作经历分享

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ID:134687 发表于 2016-10-19 17:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
       自从上次发了帖子： [C51]低成本制作32个LED的摇摇棒，用stc15w104可能么？是不是采用tm1628比74hc595要更好？ 之后，一直琢磨着本着自己的狗粮自己吃的原则，自己提出的问题就自己DIY一把，
为了简化制作，就偷懒没有采用32 LED的方案，转而采用了简化版的16 LED的方案（采用天微的TM1617数码管驱动芯片 【 支持3位7段或者2位8段共阴数码管显示，同时还支持6个独立按键的扫描， 淘宝上几毛钱一片】），
实践证明，我当时写帖子时，坛友傻羊羊和devcang 提的意见非常有先见之明，TM1617这类数码管驱动芯片的刷新率是不够高的，所以导致制作出来的摇摇棒无法一次同时显示多个字符，只能逐个字符地显示，
因此称这次的摇摇棒制作是不够成功的（TM1617的说明书里写的是显示的周期在4ms到20ms之间，本以为是够的，但实践证明显示的刷新不够高，对于数码管也许是足够了，但对于摇摇棒多列显示还是远远不够），
但从积极地一面来看，本次制作历尽艰辛，但锻炼了自己狗屎的焊接技术，同时也加强了自己对数码管驱动编程的学习（感谢张工的无私指导，没有他，我几乎一直怀疑自己的电路是否焊接有问题）

       这次的摇摇棒采用了16个蓝色高亮LED，因此开始打算采用一节5号电池的计划破产了（空载时有5.02V，但一带负载就不行了，降到了3.2V，无奈只好追加了一节5号电池，采用淘宝上1.4元的升压模块0.9V~5V升5V，
我拆掉了模块原本自带的USB母座，这样才好放置到洞洞板上焊接），TM1617芯片是SOP16的贴片封装，无法焊接到洞洞板上，因此用了一片PCB转接板加排针。切割洞洞板虽说用上了锋利的勾刀，但依然累得我半死。
板子之间的拼接用了M3的螺钉和螺栓，钻孔也是非常累人的活，尤其对一个初玩单片机的新手来说。

       原本打算采用水银开关作为运动方向检测的传感器，但考虑到水银开关容易氧化，而且有玻璃打破，水银泄露的风险，考虑家中小儿的安全，换成了滚珠震动开关（代码中也付出了代价，要增加开关消抖部分）。
       下面照例先上电路图吧：
108_1540354_8cbe8609b97d6dc.png




       呼应一下我之前的帖子，也算是一个交代：
       那就是，真正从低成本的角度来说，想用8脚的STC单片机配合数码管驱动芯片并不合适，似乎配合74HC595更恰当（淘宝上才两毛多一片， 16 LED就用两片），要想编程简单些，干脆使用二手的STC89C52RC（40个管脚）更省事，
淘宝上的价格也就比STC15W104贵几毛，还省得用外围扩展电路，一片搞定。

        接下来应该是代码：(虽说从摇摇棒的角度来说是不成功的，但代码对如何驱动TM1617这个3位7段或者2位8段的数码管的芯片编程还是有点帮助的，正所谓有心栽花，无心插柳)

  1. /*
  2. *版权信息：   sadate
  3. *文件名：      摇摇棒
  4. *当前版本：   1.0
  5. *单片机型号： STC15W104
  6. *开发环境：   Keil uVision4
  7. *晶震频率：   11.0592M
  8. *完成日期：   2016-09-08
  9. 功能：        驱动两路共阴8 LED组（8 * 2 = 16LED）做摇摇棒的点阵列显示，可由按键控制相关功能
  10. */
  11. #include
  12. #include




  17. #define NOP    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()
  18. #define uchar  unsigned char
  19. #define uint   unsigned int
  20. #define ulint  unsigned long int




  25. sbit  direct   = P3^2;                 //定义水银方向开关
  26. sbit  dio      = P3^3;                 //定义数据输入/输出通讯口
  27. sbit  clk      = P3^4;                 //定义时钟通讯口
  28. sbit  stb      = P3^5;                 //定义片选通讯口




  33. uchar ledlight       = 0x00;           //全局LED亮度定义，初始化为最低亮度
  34. bdata uchar showmode = 0x08;           //全局显示模式定义，默认开机以最低亮度显示
  35. uchar showflag       = 1;              //全局图像是否显示的标识，初始化为显示                  
  36. uchar word_index     = 0;
  37. uchar cyc_count      = 0;




  42. bdata uchar keybuf[5] = { 0 };         //键盘缓冲区
  43. sbit  Key1     = keybuf[2]^0;          //Key1 减弱LED亮度
  44. sbit  Key2     = keybuf[2]^3;          //Key2 增强LED亮度
  45. sbit  Key3     = keybuf[3]^0;          //Key3 选择前一幅文本
  46. sbit  Key4     = keybuf[3]^3;          //Key4 选择后一幅文本
  47. sbit  Key5     = keybuf[4]^0;          //Key5 图像显示乒乓开关
  48. sbit  Key6     = keybuf[4]^3;          //Key6




  53. uchar contentid = 0;                   //显示内容索引ID




  58. ulint   TimeCount =0;
  59. uint     DelayN    =0;        //延时临时计数
  60. uint    DelayTime =0;        //每次延时的周期个数




  65. uchar code TEXT1[]={                   // (16 X 16 , 新宋体 )
  66.         0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0xF0,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0xFF,0xFF,
  67.         0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x0F,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"中",0*/

  69.         0x04,0x20,0x08,0x20,0x10,0x20,0x3F,0xA0,0xC0,0x20,0x04,0x20,0x04,0x20,0x08,0xFF,
  70.         0xFE,0x20,0x11,0x20,0x11,0x20,0x21,0x20,0x41,0x20,0x07,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,/*"华",1*/

  72.         0x00,0x01,0x00,0x02,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00,0x30,0x00,0xC0,0x03,0x00,0xFC,0x00,
  73.         0x03,0x00,0x00,0xC0,0x00,0x30,0x00,0x08,0x00,0x04,0x00,0x02,0x00,0x01,0x00,0x00,/*"人",2*/

  75.         0x00,0x00,0x00,0x00,0x7F,0xFF,0x44,0x82,0x44,0x84,0x44,0x88,0x44,0x80,0x44,0x80,
  76.         0x47,0xC0,0x44,0xB0,0x44,0x88,0x44,0x84,0x7C,0x82,0x00,0x8F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"民",3*/

  78.         0x00,0x00,0x00,0x20,0x08,0x21,0x08,0x22,0x08,0x24,0xFF,0xE8,0x08,0x20,0x08,0x20,
  79.         0x08,0x20,0x08,0x20,0xFF,0xE8,0x08,0x24,0x08,0x22,0x08,0x21,0x00,0x20,0x00,0x00,/*"共",4*/

  81.         0x04,0x08,0x24,0x10,0x24,0x60,0x25,0x80,0x7F,0xFF,0xC4,0x80,0x44,0x60,0x04,0x00,
  82.         0x00,0x00,0x1F,0xFC,0x10,0x08,0x10,0x08,0x10,0x08,0x1F,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"和",5*/

  84.         0x00,0x00,0x7F,0xFF,0x40,0x02,0x48,0x12,0x49,0x12,0x49,0x12,0x49,0x12,0x4F,0xF2,
  85.         0x49,0x12,0x49,0x52,0x49,0x32,0x48,0x12,0x40,0x02,0x7F,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"国",6*/
  86. };




  91. uchar code TEXT2[]={                   // (16 X 16 , 新宋体 )
  92.         0x20,0x00,0x27,0xFF,0x24,0x00,0x24,0x10,0x26,0x90,0x25,0x90,0x24,0x90,0xFC,0xFE,
  93.         0x24,0x90,0x25,0x90,0x26,0x90,0x24,0x12,0x24,0x01,0x27,0xFE,0x20,0x00,0x00,0x00,/*"南",0*/

  95.         0x20,0x00,0x20,0x02,0x20,0x04,0x27,0xD8,0x24,0x40,0x24,0x42,0xA4,0x41,0x64,0x7E,
  96.         0x24,0x40,0x24,0x40,0x24,0x40,0x27,0xD0,0x20,0x08,0x20,0x06,0x20,0x00,0x00,0x00,/*"京",1*/
  97. };




  102. /*********************************
  103.     延时函数
  104. 功能： 1ms延时
  105. **********************************/
  106. void delay_ms(uchar cyc)
  107. {
  108.     uchar i, j, k;
  109.     for (k = 1; k <= cyc; k++)
  110.     {
  111.         _nop_();
  112.         _nop_();
  113.         _nop_();
  114.         i = 11;
  115.         j = 190;
  116.         do
  117.         {
  118.             while (--j);
  119.         } while (--i);
  120.     }
  121. }




  126. /*********************************   
  127. 功能： TM1617写数据
  128. **********************************/
  129. void send_8bit(uchar dat)              //发送8位数据,从低位开始
  130. {
  131.   uchar i;




  136.   for (i = 0; i < 8; i++)
  137.   {   
  138.         clk = 0;

  140.       if (dat & 0x01)
  141.       {
  142.           dio = 1;
  143.       }
  144.       else         
  145.       {
  146.           dio = 0;
  147.       }

  149.       _nop_();
  150.       _nop_();
  151.       _nop_();
  152.       clk = 1;     
  153.       dat >>= 1;     
  154.   }

  156.   clk = 0;
  157.   dio = 0;
  158. }




  163. /******************发送控制命令***********************/
  164. void send_command(uchar com)           //发送命令字节
  165. {
  166.     stb = 1;                           //stb置高
  167.     NOP;
  168.     stb = 0;                           //stb置低
  169.     send_8bit(com);                    //发送8bit数据
  170. }




  175. /*********************************
  176.     TM1617控制指令
  177. 功能： 驱动LED显示一列16个点)
  178. **********************************/
  179. void dispcol(uchar highcol, uchar lowcol)
  180. {   
  181.     send_command(0x00);                //显示模式设置，设置为8段2位的显示模式(8 x 2 = 16LED)
  182.     send_command(0x40);                //写数据到显示寄存器，采用地址自动加一
  183.     send_command(0xc0);                //显示寄存器的00H单元开始

  185.                                        //给显示寄存器送数据(一列16bit，拆分为4个字节发送)
  186.     send_8bit((lowcol  & 0xf0));       //地址0xC0                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 
  187.     send_8bit((lowcol  & 0x0f));       //地址0xC1
  188.     send_8bit((highcol & 0xf0));       //地址0xC2   
  189.     send_8bit((highcol & 0x0f));       //地址0xC3





  195.     send_command((0x80 | showmode));   //显示控制参数，开关显示用位4，亮度可以通过改变位3~0
  196.     stb = 1;
  197. }




  202. void showtext(uchar code *text, uchar len)//显示text中的所有字符
  203. {
  204.     uchar i;
  205.     uint  offset;




  210.     offset =  word_index * 32;

  212.     if (offset >= len)
  213.     {
  214.         word_index = 0;
  215.         offset = 0;
  216.     }

  218.     DelayN = DelayTime / (100 * 40);
  219.     for (i = offset; i < offset + 32; i += 2)
  220.     {
  221.         dispcol(text[ i], text[i + 1]);
  222.         delay_ms(DelayN);                  //列显示之间的延时，可控制字符显示宽度
  223.     }




  228.     if (cyc_count < 3)
  229.     {
  230.         cyc_count++;
  231.     }
  232.     else
  233.     {
  234.         cyc_count = 0;
  235.         word_index++;
  236.     }
  237. }




  242. void display(unsigned char index)      //根据ID选择要显示的文本内容
  243. {
  244.     switch (index)  
  245.     {        
  246.         case 0:   
  247.         {                     
  248.             showtext(TEXT1, sizeof(TEXT1));
  249.         }
  250.         break;

  252.         case 1:   
  253.         {
  254.             showtext(TEXT2, sizeof(TEXT2));
  255.         }
  256.         break;

  258.         //default:
  259.         //{
  260.         //    display_word(TEXT1);
  261.         //}

  263.     }
  264. }




  269. /*********************************  
  270. 功能：读取TM1617按键数据到键盘缓冲区
  271. **********************************/
  272. void readkey()
  273. {
  274.     uchar i, j;

  276.     send_command(0x42);                //送读按键命令（42H）
  277.     dio = 1;




  282.     for (i = 0; i < 5; i++)
  283.     {                                  //读TM1617的5BYTE按键数据到键盘缓冲区
  284.         for (j = 0; j < 8; j++)
  285.         {
  286.             clk = 0;
  287.             keybuf[ i] = keybuf[ i] >> 1;
  288.             clk = 1;
  289.             if (dio == 1)
  290.             {
  291.                 keybuf[ i] = keybuf[ i] | 0x80;
  292.             }
  293.             NOP;
  294.         }
  295.         NOP;
  296.         NOP;
  297.     }




  302.     clk = 0;
  303.     dio = 0;
  304.     stb = 1;
  305. }




  310. void exint0() interrupt 0              //INT0中断入口
  311. {               
  312.     EX0 = 0;
  313.     if (direct == 1)                   //INT0口的状态, INT0=0(下降沿); INT0=1(上升沿)
  314.     {
  315.         if (showflag == 1)
  316.         {
  317.             delay_ms(15);
  318.             if (direct == 1)
  319.             {
  320.                 delay_ms(20);
  321.                 DelayTime=TimeCount;   
  322.                 TimeCount=0;           //延时周期计数清零         
  323.                 display(contentid);    //根据contentid给显示寄存器送相应的显示数据
  324.             }
  325.         }
  326.     }
  327.     else
  328.     {                  
  329.         dispcol(0x00, 0x00);           //反向挥动时消影，立即关闭显示
  330.     }
  331.     EX0 = 1;
  332. }




  337. void timer0() interrupt 1        //定时器0中断子程序
  338. {
  339.     TimeCount++;
  340. }




  345. /*********************************
  346.     主函数
  347. **********************************/
  348. void main()
  349. {
  350.     dispcol(0x00, 0x00);               //初始化显示寄存器




  355.     direct = 1;
  356.     IT0    = 0;                        //设置INT0的中断类型 (1:仅下降沿 0:上升沿和下降沿)
  357.     EX0    = 1;                        //使能INT0中断
  358.     IP     = 0x02;    //设置中断优先级
  359.     AUXR  |= 0x80;  //定时器时钟1T模式
  360.     TMOD   = 0x02;    //定时器0方式2，8位重装载
  361.     TH0    = 0x80;    //设定定时器初值
  362.     TL0    = 0x80;           
  363.     EA     = 1;        //开放中断
  364.     ET0    = 1;    //开放定时器1中断
  365.     TF0    = 0;
  366.     TR0    = 1;    //启动定时器0，开始计时*/




  371.     while(1)                           //循环
  372.     {
  373.         readkey();                     //读键盘

  375.         if ((Key1 == 1) && (ledlight < 7))
  376.         {
  377.             ledlight++;                //按Key1表示升高LED亮度
  378.             showmode = (showmode & 0xf8) | ledlight;
  379.         }

  381.         if ((Key2 == 1) && (ledlight > 0))
  382.         {
  383.             ledlight--;                //按Key2表示降低LED亮度
  384.             showmode = (showmode & 0xf8) | ledlight;
  385.         }




  390.         if (Key3 == 1)                 //按Key3表示显示前一幅文本
  391.         {
  392.             if (contentid > 0)
  393.             {
  394.                contentid--;
  395.             }
  396.             else
  397.             {
  398.                contentid = 1;
  399.             }
  400.         }

  402.         if (Key4 == 1)                 //按Key4表示显示后一幅文本
  403.         {
  404.             if (contentid < 1)
  405.             {
  406.                contentid++;
  407.             }
  408.             else
  409.             {
  410.                 contentid = 0;
  411.             }
  412.         }




  417.         if (Key5 == 1)                 //Key5是控制文本是否显示的乒乓开关
  418.         {                    
  419.             if (showflag == 1)
  420.             {        
  421.                 showflag = 0;
  422.                 showmode = ledlight & 0x07;   //立即关闭显示
  423.                 dispcol(0x00, 0x00);
  424.             }
  425.             else
  426.             {
  427.                 showflag = 1;
  428.                 showmode = ledlight | 0x08;   //打开显示
  429.             }
  430.         }        
  431.     }
  432. }
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