一種基于STC89C52單片機的熒光舞設計

摘要：本產(chǎn)品是由STC89C52單片機作為處理模塊加載以程序控制的閃光帶，通過各種形狀的LED光帶、程序控制和舞蹈表演的完美結(jié)合向觀眾呈現(xiàn)光與影的神奇表演-熒光舞的設計。詳細介紹了系統(tǒng)的硬件設計和軟件流程，其模塊化設計使得系統(tǒng)設計及后期的改進更容易掌控。

關鍵詞：STC89C52單片機;LED光帶;熒光舞

0 引言

傳統(tǒng)的路邊裝飾和節(jié)日彩燈等是利用電路的串并聯(lián)來完成的，缺少更加生動的圖形和效果。本設計是由單片機STC89C52控制，通過C語言編程完成動作編排和LED光帶的顯示，結(jié)合演員的舞蹈表演，在和諧或動感的音樂背景下展現(xiàn)跨越時空的神奇表演。

2 系統(tǒng)的總體設計

本次設計是由兩種思維出發(fā)完成舞蹈與程序控制LED光帶顯示，一種是設定模式，一種是即興模式。其中設定模式的程序編寫是由整個舞蹈的編排和音樂的選取決定，本次設計編排有10個舞蹈程序供選取。本次設計主要即興模式的選擇完全有4×4按鍵完成。這樣不僅有利于系統(tǒng)本身功能的擴展，而且方便使用在更多的載體上。系統(tǒng)設計框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)的主要硬件設計

2.1 數(shù)據(jù)處理模塊

本次系統(tǒng)設計采用STC89C52，其是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進，使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。其具有的以下功能滿足本系統(tǒng)的設計需要：8k字節(jié)Flash 512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構，全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。

2.2 LED驅(qū)動模塊

本次設計呈現(xiàn)給大家的是光影的結(jié)合，而所用的LED光帶全部縫合在舞者的帽子、衣服和鞋上，具體劃分成24模塊，分別有24個三極管作為不同部位的驅(qū)動，配合著音樂的節(jié)拍和舞蹈動作的展現(xiàn)，編寫驅(qū)動程序。

2.3 電源模塊

作為制作難點之一的電源模塊，本次設計采用開關電源，利用其升壓電路完成所需的5V電壓，并且具有體積小、重量輕、效率高、方便表演者隨身攜帶來更靈活的控制自身的LED光電顯示等特點。

3 系統(tǒng)軟件設計

3.1 程序流程

舞蹈者衣服上的LED光帶的明暗由程序控制，并且程序的調(diào)試和載入時通過com口完成，在脫離電腦的情況下就由按鍵完成即興模式編排。其程序運行流程圖如圖2所示。

其中，模式2為即興編排模式，各關節(jié)的燈是亮還是暗，其程序編排也是有按鍵來控制。4×4按鍵分別由模式鍵、燈亮暗鍵、確定鍵、取消鍵、數(shù)字鍵等等擴展功能鍵。

3.2 主程序main函數(shù)

(原稿雙欄排列，估計應該是單欄順序排列，右半欄應該排在左半欄下面)

本次設計由六人表演，其中一人的主程序如下：

4 調(diào)試結(jié)果分析

調(diào)試是以軟件(程序)調(diào)試為主，硬件調(diào)試主要檢測焊接是否正常、規(guī)范，軟件調(diào)試主要是看程序的編排是否與舞蹈和音樂相互協(xié)調(diào)，光影效果是否突出。另外看單片機與按鍵的結(jié)合是否有延時。圖3分別為服裝效果圖和運作過程效果圖。

5 設計的價值及展望

本設計完成了程序控制和舞蹈表演的完美結(jié)合，向觀眾呈現(xiàn)光與影的神奇表演，再次給大家以視覺沖擊的特效，作為科研有進一步的擴展價值，作為城市建設有一定的商業(yè)價值?？梢酝ㄟ^改變一下形狀，重新編寫程序做出禮花彈的效果，美觀無污染，綠色環(huán)保。在大城市里禁止煙花爆竹的地方放在陽臺上，別有一番情調(diào)，甚至可以配上聲音，如同身臨其境。如此的設計在單片機或者ARM芯片的控制下能更好地完成更多的設計。