顯示效果圖片

原理圖

 
以下是詳細說明：

圖形顯示的原理：
       利用人眼的視覺暫留效應，使手在擺動到不同位置的時候，讓位于一條直線上的LED顯示二維圖像的不同的列，實現圖形掃描顯示。

物理機制：
       當我們在擺動手臂的時候，短時間內擺動位置和左右幅度不會有太大變化，利用我們手臂的這個運動規律，只要能得到棒從一側擺動到另一側的時間，然后把這個時間分成N份，然后在每一份的時間里顯示不同的花樣就能實現圖形的顯示。當我們在擺動手臂的時候，并不能預先得知此次擺動需要的時間，怎樣得到從一側擺動到另一側的時間呢？
       再想想，短時間內我們手臂的擺動頻率也不會有特別大的變化，我們只要能得到前一次擺動所用的時間，然后用這個時間近似得到下一次擺動所需要的時間，然后分N份就可以了。得到一次擺動所需的時間的任務由光遮斷器完成，在棒上裝一個可以擺動的用來遮擋光遮斷器光線的細桿，粗細比光遮斷器的狹縫稍寬，我用的是整流橋焊后剪下的一段管腳。每左右擺動一次這個桿就會通過一次光遮斷器，使單片機產生一次中斷，兩次中斷之間的時間就是想要得到的時間，實現這個功能用掉2051的一個定時器T0和外部中斷INT0。然后用2051的另一個定時器T1，其定時時間是T0的N分之一，每次中斷依次顯示一列，就是照片上的效果。
       再細想一下，手臂擺動的頻率大于2Hz的時候才大概能由視覺暫留看出圖形，再快也不過十幾Hz，由T0為16位定時器的最長計時時間得到2051的時鐘頻率1MHz最合適，還有遮擋用的細桿的粗細也可以大概估算，使其不會對計時精度產生太大影響。

所用元件：
AT89C2051 8元
高亮LED共8個 3.6元
電池盒 0.5元
單面萬用板 8元 可以裁成3塊，做3個搖棒
陶瓷諧振器 1元
光遮斷器 2元
電阻電容導線 2元
外殼* 0.7元 可以裁成2塊

可選元件：
電源開關 1元

總成本不超過20元

*外殼我用在家樂福買的半透明文件夾卷成的

此電路電路非常簡單，代碼短，但是用到了2051的外部中斷編程和T0、T1定時器編程，非常適合初學者練習。我制作這個玩具花費了兩個晚上的時間。此電路和程序還有擴展改進的空間，如在長時間不擺動的情況下可以使單片機進入省電模式，顯示不僅限于對稱圖片等，大家可以試試。

以下是源程序：

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// ---------------
// LED顯示搖棒
// ---------------
// 作者：rouvin 于 http://www.zhimadaxue.com 2005-1-7
//
// 本設計版權歸作者所有，請勿擅自用于商業目的，轉載請注明作者及出處
/*************************************************************************/
#include <reg51.h>
#define SEG 17 //每幀圖片分成17列來顯示
#define INTERVAL 20 //每幅圖片在左右搖擺20次后換下一幅

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;

code char pattern[17][3]={ //3幅圖片的字模
{0xff,0xff,0xff},
{0xff,0xff,0xff},
{0xff,0xff,0xff},
{0xff,0x9f,0xff},
{0xff,0x6f,0xf9},
{0xff,0x77,0x65},
{0xfe,0xbb,0x1e},
{0x7e,0xdd,0xfe},
{0x00,0xee,0xfe},
{0x7e,0xdd,0xfe},
{0xfe,0xbb,0x1e},
{0xff,0x77,0x65},
{0xff,0x6f,0xf9},
{0xff,0x9f,0xff},
{0xff,0xff,0xff},
{0xff,0xff,0xff},
{0xff,0xff,0xff},
};

uchar phase,th1,tl1,index,count;

main()
{
EA=0;
EX0=1;
ET1=1;
PX0=1;
IT0=1;
TMOD=0x11;
index=0;
EA=1;
while(1)
{
}
}

void Int0_Handle(void) interrupt 0 using 2
{
uint t0_time;
TR0=0;
TR1=0;
TF1=0;
t0_time=TH0<<8|TL0;
TL0=0;
TH0=0;
TR0=1;
t0_time=65535-t0_time/SEG;
th1=t0_time/256;
TH1=th1;
tl1=t0_time % 256;
TL1=tl1;
if (count<3*INTERVAL){ //3幅圖片循環
count++;
}
else{
count=0;
}
index=count/INTERVAL;
if (th1!=0xff || tl1!=0xff){ //如果擺動特別慢，定時器溢出就不顯示
phase=0;
TR1=1;
}
else{
TR1=0;
}
}

void Timer1(void) interrupt 3 using 3
{
if (phase<SEG) //17段依次顯示
{
P1=pattern[phase][index];
phase++;
TH1=th1;
TL1=tl1;
}
}