摇摇棒制作资料

### 摇摇棒制作资料知识点详述 #### 一、设计目标与要求 - **设计目标**：设计并制作一款名为“梦幻摇摇棒”的玩具。该玩具旨在利用简单的电子技术实现动态图像显示，使其在摇动过程中呈现出不同的文字、图片或动画效果。 - **基本要求**： - 显示“eehome.cn”字样。 - 显示“电子工程师之家”字样。 - 能够显示任意的文字、图片或时钟。 - 上述显示内容需具备一定的循环播放能力。 - **发挥部分**： - 设计巧妙的位置检测装置，用于检测摇动方向。 - 实现PC通信下载功能，允许用户自定义显示内容。 - 添加显示动画功能，如沙漏、吃豆人等。 - 使用实时钟芯片（RTC），并支持文字图像的存储。 - 其他任何具有创意的设计或功能。 #### 二、评分标准 - **基本要求**总分为85分，具体包括： - 显示“eehome.cn”：15分。 - 显示“电子工程师之家”：15分。 - 显示任意文字或图片或时钟（两次提及，共计40分）：每次20分。 - 设计文档：15分。 - 程序代码：15分。 - **发挥部分**最高20分，额外加分项为前三位上传作品者，分别加3分、2分、1分。 #### 三、设计方案 - **整体方案比较与论证**：考虑到成本和实现难度，选择了单片机控制方案而非FPGA控制方案。单片机方案更易于实现且成本较低。 - **主要部件原理及参数计算**： - **单片机控制模块**：使用单片机实现对LED灯的控制，并通过外部中断机制来响应用户的摇动行为。具体而言，利用惯性开关产生中断信号，进而触发LED显示的变化。 - **惯性开关**：一种基于重力感应的开关，用于检测摇棒的运动方向，其工作原理是通过内部的金属片接触来实现电路的通断。 - **系统设计**： - **硬件设计**：系统由单片机控制模块、开关及电源模块和输出显示模块三个部分组成。 - 单片机控制模块负责处理中断信号并控制LED灯的显示逻辑。 - 开关及电源模块包括惯性开关和电池供电系统。 - 输出显示模块采用16个LED灯，这些LED灯按照预设的程序显示特定的文字或图片。 - **软件设计**：使用Keil C进行编程，主要包括中断服务程序和字符点阵生成两大部分。中断服务程序用于处理惯性开关产生的中断信号；字符点阵生成则是指根据用户设定的内容生成相应的LED显示模式。 #### 四、系统测试 - **测试组成**：包括硬件连接的稳定性测试、软件功能验证以及实际使用体验测试。 - **测试方法与数据**：通过模拟不同的摇动速度和方向，记录LED灯的响应时间和显示效果。 - **测试结果**：确保所有基本要求得到满足，并尽可能多地实现发挥部分的功能。 #### 五、总结 本设计实现了梦幻摇摇棒的基本要求，并尝试了多项发挥部分的功能。通过单片机控制和惯性开关的应用，成功地实现了动态图像显示和用户交互功能。此外，还引入了PC通信下载功能，允许用户自定义显示内容，极大地提升了产品的互动性和趣味性。整个设计过程不仅锻炼了设计者的电子技术能力，还增强了其创新能力。