基于单片机简单实现图形显示的方法

摘要：本文阐述了单片机在光源显示方面一种应用，利用单片机设计实现用点光源显示出各种几何图形的方法。分别设计
原理、硬件电路和软件设计思路的方面进行详细叙述。关键词：单片机图形显示电光源中图分类号： TP317文献标识码： A文章编号： 1007-9416(2011)02一O0 56—02
随着单片机在当今社会中的应用越来越广泛，本设计从单片机应用方面为教学提供一种教学项目，并为点光源的图形显示提
出一种方法。

1设计思路

当一个电光源的光束射人到镜面上时就会发生反射现象，当我们让光束以固定角度入射到镜面上时，就会在另一面反射出来。这时，我们让镜面以水平方向中心轴为支点前后快速晃动时，由于人眼的余辉效应，我们就会观测到反射出来的光在显示屏上呈现出一条竖向的光线；同样当我们以竖直方向中心轴为支点前后陕速晃动时，我们就会在显示屏上观测到一条竖向的光线。

我们就以这种现象为模型，让点光源发出的光线先经过一个以水平中心轴为支点，前后转动的镜面，反射出来的光线再经过一个以竖直中心轴为支点前后晃动的镜面。当两面镜子都不晃动时所产生的点称为原点；把其中一个镜面沿水平方向轴晃动时，另一面镜子不动时产生的光线称为Y轴；把其中的一面不动，而另一面沿竖直方向轴晃动时
所产生的光线称为x轴。

这样我们通过这两个镜子的不同晃动的组合就产生各种各样的图形，例如：通过晃动其中一个镜面就可以产生一条横线或者是竖线，当两个镜面—起晃动时就可以产生斜线、三角形、矩形和圆形，当我们快速的在同部位上利用这些图形的组合就可以形成各种美丽的图案，这就是我们在各种娱乐场所看到的灯光效果。

我们只需要利用上面所建立的坐标系和最后所需要产生的图形，就可以转换成各种两个不同的镜面组合。我们把镜面中心轴固定，其中一测装上弹簧这样的恢复装置，另外

一侧装上动力装置，如：在一侧贴上贴片，利用电磁铁的吸引力就可以驱动镜面晃动；还可以利用耳机中的发声装置产生动力。总之，就是把镜面的转动转化电量的变化。

2硬件电路设计

在电路的设计中，我们只需要完成利用单片机控制两个电量的可控变化就可以完成整体设计。我们利用单片机的P0口和P 2口分别输出两个二进制数，然后经过DA转化为模拟信号，然后在经过功放电路之后传给动力装置，这就是硬件设计的整体思路。

下面分别进行详细说明。

A控制部分：在学校教学中考虑到教学成本，经常采用8 9C51作为控制核心，因为其具有出色的性价比及可靠的稳定性。控制器的作用是我们可以利用控制器完成产生何种波形的选择，还要利用单片机的运算能力，运算各种图形形成所需要的变化量，还要利用单片机不断的输出各种中间变化量，从而使电路中产生一种我们所需要的信号。电路是一个基本的最小系统，外加一个利用中断源扩展的八个按钮按键，八个按键分别接P1口各位。按键的作用是：产生直线图形、产生三角形图形、产生矩形图形、产生圆型图形、产生型图形、使图形变大、使图形变小、使产生图形闪烁的频率变化。具体连接具体原理是，当我们按下其中某一个按键时，对应的电路信号就会从高电平变为低电平，这八个信号经过与电路的运算之后从 INTO端就会输出一个低电平，使单片机的外部中断0上的信号变低，进人中断程序。这八个信号线和单片机的P1口相连，从而传给单片机一个对应的数值。从而使单片机判断出，是那个按键按下，进而进行程序处理。

B外围电路：把从单片机的PO口和P2口输出的数据经过转换为模拟信号。这部分主要是AD转换电路，由于我们的显示的图形比较多，所以在图案比较复杂时，信号的变化频率是比较决的，具体的芯片型号需要根据图形显示时间以及闪烁变化的频率计算后的数据来选择。只要芯片的工作速度跟的上就行。

C驱动部分：由于系统的动力部分是由电流驱动的，所以经过外围电路输出的电信号不能直接连接到动力装置上，需要经过一个功率放大电路加强电路输出的驱动能力，可以采用功放芯片或者是经典的OTC功率放大电路均可，后者可以提高制作者对模拟电路的理解和调试电路的能力。