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);

    }
  

  }

  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：

     #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);

    }
  

  }

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

  }

    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：

    #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]);

    	}
    	Count++;
    	if(Count>10)
    	{
    		Count=0;
    		offset++;
    		if(offset>32)
    		{
    			offset=0;
    		}
    	}
    }
  

  }

Proteus测试结果正确：