51单片机入门_江协科技_21~22_OB记录的笔记

21. LED点阵屏

21.1. LED点阵屏介绍

•LED点阵屏由若干个独立的LED组成，LED以矩阵的形式排列，以灯珠亮灭来显示文字、图片、视频等。LED点阵屏广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等

•LED点阵屏分类

按颜色：单色、双色、全彩

按像素：88、16 16等（大规模的LED点阵通常由很多个小点阵拼接而成）
21.2. 显示原理

•LED点阵屏的结构类似于数码管，只不过是数码管把每一列的像素以"8"字型排列而已

•LED点阵屏与数码管一样，有共阴和共阳两种接法，不同的接法对应的电路结构不同

•LED点阵屏需要进行逐行或逐列扫描，才能使所有LED同时显示

21.3. 74HC595

•74HC595是串行输入并行输出的移位寄存器，可用3根线输入串行数据，8根线输出并行数据，多片级联后，可输出16位、24位、32位等，常用于IO口扩展。

21.4. 开发板引脚对应关系
21.5. C51的sfr、sbit

•sfr（special function register）：特殊功能寄存器声明

例：sfr P0 = 0x80;

声明P0口寄存器，物理地址为0x80

•sbit（special bit）：特殊位声明

例：sbit P0_1 = 0x81; 或 sbit P0_1 = P0^1;

声明P0寄存器的第1位

•可位寻址/不可位寻址：在单片机系统中，操作任意寄存器或者某一位的数据时，必须给出其物理地址，又因为一个寄存器里有8位，所以位的数量是寄存器数量的8倍，单片机无法对所有位进行编码，故每8个寄存器中，只有一个是可以位寻址的。对不可位寻址的寄存器，若要只操作其中一位而不影响其它位时，可用"&="(一般用于对某一位进行清零）、"|="（一般用于对某一位进行置1）、"^="（对某一位进行取反）的方法进行位操作。

22. LED点阵屏显示图形&动画

22.1. 为防止和之前数码管类似的动态显示扫描过程中的重影和串位问题，每次段选位选中加入延时和位清零；
- 段选+位选（加入：延时+位清零）段选+位选（加入：延时+位清零）
- 以上逻辑实现扫描显示；
22.2. 基于上述逻辑，8x8点阵屏测试程序显示一个对角线的LED程序为：

#include <REGX52.h>
#include "delay_xms.h"

sbit RCK=P3^5; //RCLK 串行寄存器时钟，上升沿有效 SH_CP
sbit SCK=P3^6; //SRCLK 串行输入时钟，上升沿有效 ST_CP
sbit SER=P3^4; //SER 串行数据输入 DS

void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)//数据存入串行寄存器
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
SER=Byte&(0x80>>i);//数据按位输入
SCK=1;
SCK=0;
}
RCK=1; //数据存入串行寄存器
RCK=0;
}

void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data) //Column是列数据，Data数据
{
_74HC595_WriteByte(Data);//数据存入Data
P0=~(0x80>>Column);
delay_xms(1); //延时
P0=0xff; //位清零

}

void main()
{
SCK=0;
RCK=0;
while(1)
{
MatrixLED_ShowColumn(0,0x80);
MatrixLED_ShowColumn(1,0x40);
MatrixLED_ShowColumn(2,0x20);
MatrixLED_ShowColumn(3,0x10);
MatrixLED_ShowColumn(4,0x08);
MatrixLED_ShowColumn(5,0x04);
MatrixLED_ShowColumn(6,0x02);
MatrixLED_ShowColumn(7,0x01);
复制代码
```
  }
```
}

Proteus仿真测试结果如下：

22.3. 点阵屏显示笑脸

作者用excel先将笑脸图形用excel填充，再手动计算出16位进制数值：

示例程序为：
复制代码
```
   #include <REGX52.h>
```
#include "delay_xms.h"

sbit RCK=P3^5; //RCLK 串行寄存器时钟，上升沿有效 SH_CP
sbit SCK=P3^6; //SRCLK 串行输入时钟，上升沿有效 ST_CP
sbit SER=P3^4; //SER 串行数据输入 DS

void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)//数据存入串行寄存器
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
SER=Byte&(0x80>>i);//数据按位输入
SCK=1;
SCK=0;
}
RCK=1; //数据存入串行寄存器
RCK=0;
}

void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data) //Column是列数据，Data数据
{
_74HC595_WriteByte(Data);//数据存入Data
P0=~(0x80>>Column);
delay_xms(1); //延时
P0=0xff; //位清零

}

void main()
{
SCK=0;
RCK=0;
while(1)
{
MatrixLED_ShowColumn(0,0x3c);
MatrixLED_ShowColumn(1,0x42);
MatrixLED_ShowColumn(2,0xa9);
MatrixLED_ShowColumn(3,0x85);
MatrixLED_ShowColumn(4,0x85);
MatrixLED_ShowColumn(5,0xa9);
MatrixLED_ShowColumn(6,0x42);
MatrixLED_ShowColumn(7,0x3c);
复制代码
```
  }
```
}

proteus测试没问题；

22.4. 为方便动画制作，需要用到取模软件简化动画制作过程，参考如下链接CSDN中的博文学习比较方便：

https://blog.csdn.net/sinat_41752325/article/details/134923671?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522171230294316800226592558%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334...%2522%257D\&request_id=171230294316800226592558\&biz_id=0\&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend\~default-1-134923671-null-null.142^v100^pc_search_result_base4\&utm_term=8x8点阵取字模软件\&spm=1018.2226.3001.4187
22.5. 示例动画程序显示Hello！如下；

模块化 Matrix_LED.c程序如下

#include <REGX52.h>
#include "delay_xms.h"
#define MATRIX_LED_PORT P0

sbit RCK=P3^5; //RCLK 串行寄存器时钟，上升沿有效 SH_CP
sbit SCK=P3^6; //SRCLK 串行输入时钟，上升沿有效 ST_CP
sbit SER=P3^4; //SER 串行数据输入 DS

/**
* @brief 74HC595写入一个字节
* @param 要写入的字节 Byte
* @retval 无
*/

void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)//数据存入串行寄存器
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
SER=Byte&(0x80>>i);//数据按位输入
SCK=1;
SCK=0;
}
RCK=1; //数据存入串行寄存器
RCK=0;
}

/**
* @brief 点阵屏初始化
* @param 无
* @retval 无
*/

void MatrixLED_Init()
{
SCK=0;
RCK=0;
}

/**
* @brief LED点阵屏显示一列数据
* @param Column 要选择的列，范围：0~7,0在最左边
* @param Data 选择列显示的数据，高位在上，1为亮，0为灭
* @retval 无
*/

void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data) //Column是列数据，Data数据
{
_74HC595_WriteByte(Data);//数据存入Data
MATRIX_LED_PORT=~(0x80>>Column);
delay_xms(1); //延时
MATRIX_LED_PORT=0xff; //位清零

}
复制代码
```
  模块化 Matrix_LED.h程序如下
```
#ifndef MATRIX_LED_H
#define MATRIX_LED_H

void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data);
void MatrixLED_Init();

#endif

主程序如下：
复制代码
```
  #include <REGX52.h>
```
#include "delay_xms.h"
#include "Matrix_LED.h"

unsigned char Animation[]={
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F,0x00,0x0E,0x15,
0x15,0x0C,0x00,0x7E,0x01,0x02,0x00,0x7E,
0x01,0x02,0x00,0x06,0x09,0x09,0x06,0x00,
0x3D,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};//定义数组存取所有的Data，前后0x00用于滚动显示的连贯性；

void main()
{
unsigned char i,offset=0,Count=0;//offset用于位移量控制，Count
void MatrixLED_Init();
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
//delay_xms(2); //用于让显示速度变慢的测试
MatrixLED_ShowColumn(i,Animation[i+offset]);
复制代码
```
  	}
  	Count++;
  	if(Count>10)
  	{
  		Count=0;
  		offset++;
  		if(offset>32)
  		{
  			offset=0;
  		}
  	}
  }
```
}

Proteus测试结果正确：