基于STM32F030的LED指尖陀螺
前言
本文讲述的是有关LED指尖陀螺的制作，也是笔者闲暇之余做的小玩具来打发时间。
一、原理介绍
思维导图：
原理：
我们知道人眼具有视觉暂留的现象，当一束光射到人的眼睛里时它会停留一段时间，而停留时间的长短取决于光的频率以及强度，所以我们便可利用这个特性来实现LED指尖陀螺的旋转成像功能。
首先通过取模软件来得到自己需要的图形或数字的数组，然后在主程序里面不断扫描特定的数组，同时结合适当的延时来实现LED按照一定的频率闪烁。而只烁还是不够的还得结合指尖陀螺本身的旋转过程，因为我做的指尖陀螺上面的LED灯组是16个，所以当我旋转陀螺的时候就会呈现一个16*16的点整，此时再结合LED灯本身的闪烁就能实现在指尖陀螺上面成像了。
这是取模软件的链接：
https://pan.baidu.com/s/1gsYNWw-hieK7GCjVSzV2kQ
提取码：prjv
二、制作过程：
硬件部分：
原理图：
1.这里我采用的是STM32F030F4P6作为主控芯片：
该芯片体积小巧且资源丰富，符合指尖陀螺所需要的功能配置。当然有些STC51的芯片也符合要求，也可以灵活选择，不过原理图部分要做些许改变。
2.LED灯组
3.霍尔传感器：
4.其余：
剩下的部分就分别是一个电源模块，以及下载口，和切换图案用的按键。
PCB图：
程序部分：
这里程序的基础部分我直接是使用的STM32CubeMX生成的HAL库版本，然后再在其上对程序进行进行编辑。
下面是我的资源配置图：
主程序：（这里只做基础原理介绍）
#include "main.h" #include "gpio.h"uint8_t i,j,k; uint8_t Mode=0;//图像一 uint16_t Pic1[][16]={ {0xFF,0xFF,0xFB,0xFD,0xFB,0xFE,0x3B,0xFF,0xC5,0xFF,0xEB,0xFF,0xEB,0xFC,0x0B,0xFF}, // {0xFB,0xFF,0xFF,0xFF},/*"?",0*/{0xFF,0xFD,0xFF,0xFE,0x03,0xFF,0xFB,0xFF,0x03,0xFE,0xFD,0xFE,0x61,0xFF,0x1D,0xFF}, // {0xFF,0xFE,0xFF,0xFF},/*"?",1*/{0xFF,0xFF,0xFF,0xFD,0x7F,0xFE,0x81,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0xFC,0xFF,0xFD}, // {0xFF,0xFC,0xFF,0xFD},/*"?",2*/};//图像二 uint16_t Pic2[][16]={ {0xBF,0xDF,0xBB,0xED,0xAB,0xB5,0x9A,0x7D,0x39,0x80,0x9B,0xFD,0xAB,0xF5,0xBB,0x6D},{0xFF,0x9F,0x03,0xE0,0xBB,0xFF,0xBB,0xFF,0x3B,0x00,0xBD,0xFF,0xBF,0xFF,0xFF,0xFF},/*"?",0*/{0xFF,0xFB,0xDF,0xFB,0xE7,0xFB,0x38,0xF8,0xBB,0xFB,0xBB,0xFB,0xBB,0xFB,0xBB,0xFB},{0x03,0x00,0xBB,0xFB,0xBB,0xFB,0xBB,0xFB,0xBB,0xFB,0xFB,0xFB,0xFF,0xFB,0xFF,0xFF},/*"?",1*/{0xFF,0xFE,0x1F,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0xEF,0xFF,0xDF,0x7E,0xF7,0xBE,0xF7,0xCE},{0xF7,0xF2,0x00,0xFC,0xF7,0xF2,0xF7,0xCE,0x07,0xBE,0xFF,0x7E,0xFF,0x7E,0xFF,0xFF},/*"?",2*/{0xFF,0xFF,0xFF,0xDF,0x1F,0xEF,0x63,0xF7,0x7B,0xF9,0x7B,0xBF,0x7B,0x7F,0x0B,0x80},{0x7D,0xFF,0x7D,0xFF,0x7C,0xFD,0x7D,0xFB,0x7F,0xF7,0x7F,0xCF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},/*"?",3*/};//图像三 uint16_t Pic3[][16]={{0xFF,0xFF,0xE3,0xFF,0xC1,0xFF,0x80,0xFF,0x00,0xFF,0x00,0xFE,0x01,0xFC,0x03,0xF8},{0x03,0xF8,0x01,0xFC,0x00,0xFE,0x00,0xFF,0x80,0xFF,0xC1,0xFF,0xE3,0xFF,0xFF,0xFF},/*"?????",0*/};void Delay(uint16_t t)//延时 {while(t--); }void Mode_Choose(void) //按键判断 {if(HAL_GPIO_ReadPin(Hour_GPIO_Port,Hour_Pin)==0){HAL_Delay(20);while(HAL_GPIO_ReadPin(Hour_GPIO_Port,Hour_Pin)==0);HAL_Delay(20);for(i=0;i<2;i++){GPIOA->ODR=0x00;HAL_Delay(200);GPIOA->ODR=0XFF;HAL_Delay(100);}Mode++;if(Mode==4){Mode=0;}}} //下面的循环中， //k表示每组二维数组中里面一共有多少行。 //i表示每行数组里面的个数，因为下面2*i和2*i+1分别取了每行数组的前两个数，所以这里i只循环8次 //j为了加强视觉暂留效果，故而加长每行显示的时间。//GPIOA->ODR是STM32里面的一个16位寄存器，通过直接给它赋值可以控制PA0~PA15端口。其中高八位控制PA8~PA15,低八位控制PA0~PA7，这里我们只需要控制其低8位就行了。eg:数组中每一个16进制数的含义 0x11 --> 0001 0001 表示亮3组灯每组亮3个灯，高4位表示第几组亮灯，低4位表示每组亮几个灯。 void Display(void) //显示函数 {if(Mode==1){if(HAL_GPIO_ReadPin(Hour_GPIO_Port,Hour_Pin)==0)//判断传感器是否被触发{for(k=0;k<3;k++){for(i=0;i<8;i++){for(j=0;j<20;j++) {GPIOA->ODR=0XE0|(Pic1[k][2*i]&0X0F);Delay(120);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0XD0|(Pic1[k][2*i]>>4);Delay(120);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0XB0|(Pic1[k][2*i+1]&0X0F);Delay(120);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0X70|(Pic1[k][2*i+1]>>4);Delay(120);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);}} }}}else if(Mode==2){if(HAL_GPIO_ReadPin(Hour_GPIO_Port,Hour_Pin)==0){for(k=0;k<8;k++){for(i=0;i<8;i++){for(j=0;j<20;j++){GPIOA->ODR=0XE0|(Pic2[k][2*i]&0X0F);Delay(50);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0XD0|(Pic2[k][2*i]>>4);Delay(50);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0XB0|(Pic2[k][2*i+1]&0X0F);Delay(50);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0X70|(Pic2[k][2*i+1]>>4);Delay(50);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);}}}}}else if(Mode==3){if(HAL_GPIO_ReadPin(Hour_GPIO_Port,Hour_Pin)==0){for(k=0;k<2;k++){for(i=0;i<8;i++){for(j=0;j<20;j++){GPIOA->ODR=0XE0|(Pic3[k][2*i]&0X0F);Delay(100);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0XD0|(Pic3[k][2*i]>>4);Delay(100);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0XB0|(Pic3[k][2*i+1]&0X0F);Delay(100);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);GPIOA->ODR=0X70|(Pic3[k][2*i+1]>>4);Delay(100);GPIOA->ODR=0XFF;Delay(10);}}}}}}void SystemClock_Config(void);int main(void) {HAL_Init();SystemClock_Config();//软件自动生成的系统时钟程序MX_GPIO_Init();while (1){Mode_Choose();Display();} }
三、实物展示：
因为手机的刷新频率快于人眼，所以看起来图像是不完整的。
总结
以上就是我要讲的内容啦，本文仅仅简单介绍了LED指尖陀螺的实现方法，快过年了还不快快做几个给你家的熊孩子，说不定今年过年又“逃过一劫呢！”哈哈 ^&^
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