51单片机实验05 -点阵

码到成龚2024-06-14 1:40

目录

一，熟悉矩阵led小灯

1，点亮矩阵的一只led

2，点亮矩阵的一排led

3，点亮矩阵的全部led

[static 关键字](#static 关键字)

[unsigned 关键字](#unsigned 关键字)

4，点阵的静态显示

2）心形矩阵显示代码

3）效果

二，课后练习题

1、用点阵做一个9到0的倒计时牌显示。

1）效果

2）代码

2、尝试实现流水灯、数码管和点阵的同时显示。

1）效果

2）代码

资料见本文所在的专栏：

一，熟悉矩阵led小灯

1，点亮矩阵的一只led

1）基础

2）代码

复制代码 
#include<reg52.h>
sbit enled=P1^4;   // 138译码器使能  
sbit addr3=P1^3;
sbit addr2=P1^2;
sbit addr1=P1^1;
sbit addr0=P1^0; 
sbit led=P0^0;  // 这里只点亮led点阵的左上角第一个led小灯
void main(){
   	   enled=0;  // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e2低电平
	   addr3=0;	 // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e1低电平

	   addr2=0;   // y0输出低电平，使Q10晶体管开关打开，使led灯能够点亮
	   addr1=0;
	   addr0=0;

	   led=0;    // 控制一只小灯点亮
	   while(1);  // 长亮
}

3）效果

2，点亮矩阵的一排led

1）基础

2）代码

复制代码 
#include<reg52.h>
sbit enled=P1^4;   // 138译码器使能  
sbit addr3=P1^3;
sbit addr2=P1^2;
sbit addr1=P1^1;
sbit addr0=P1^0;
void main(){
   	   enled=0;  // 控制点阵led的 U4(138)使能，需要e2低电平
	   addr3=0;	 // 控制点阵led的 U4(138)使能，需要e1低电平

	   addr2=0;   // y0输出低电平，使Q10晶体管开关打开，使led灯能够点亮
	   addr1=0;
	   addr0=0;  // 选择了第1行的led

	   P0=0x00;    // 控制列上的led，如果写成0x01，则左边第一列不亮，剩下其它列的led亮
	   while(1);  // 长亮
}

3）效果

3，点亮矩阵的全部led

1）代码

下面用到了定时器及中断器（在单片机中带有break关键字的switch语句和中断器是绝配，天造地设的一对）一旦中断器检测到break关键字，就会停下来。在动态显示中，不管是点阵还是数码管点亮的持续时间通常为1ms左右，然后切换到下一个数码管。这意味着在1ms的时间内，数码管应该能够完成从关闭到完全点亮，再到关闭的完整过程。就会有"鬼影"，即会有视觉残留，我们会看到小灯有明显的亮暗波动，所以定时器和中断器的使用就很有必要。

复制代码 
#include<reg52.h>
sbit enled=P1^4;   // 138译码器使能  
sbit addr3=P1^3;
sbit addr2=P1^2;
sbit addr1=P1^1;
sbit addr0=P1^0;
void main(){
   	   enled=0;  // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e2低电平
	   addr3=0;	 // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e1低电平
		  
	  EA=1;		  // 总使能中断打开
	  ET0=1;	  // 定时器T0使能中断打开
	  TMOD=0x01;  // 定时器T0的模式为1
	  TH0=0xFC;   // 定时1ms
	  TL0=0x67;
	  TR0=1;  // 开启定时器T0
	   while(1);  // 长亮
}

void InterrutpTimer0()  interrupt 1{	  // 中断服务函数
	  static  unsigned char rowmilisec=0; // 用于存储亮起的行，且是每一毫秒亮一行
	  TMOD=0x01;   // 只要有溢出造成的中断，就将T0初始值重新赋值
	  TH0=0xFC;   
      P0=0xFF;   //关闭段
 switch(rowmilisec){
	  case 0:addr2=0;addr1=0;addr0=0;P0=0x00;rowmilisec++;break;	 
	  case 1:addr2=0;addr1=0;addr0=1;P0=0x00;rowmilisec++;break;	
	  case 2:addr2=0;addr1=1;addr0=0;P0=0x00;rowmilisec++;break;	 
	  case 3:addr2=0;addr1=1;addr0=1;P0=0x00;rowmilisec++;break;		 
	  case 4:addr2=1;addr1=0;addr0=0;P0=0x00;rowmilisec++;break;		
	  case 5:addr2=1;addr1=0;addr0=1;P0=0x00;rowmilisec++;break;	 
	  case 6:addr2=1;addr1=1;addr0=0;P0=0x00;rowmilisec++;break;		 
	  case 7:addr2=1;addr1=1;addr0=1;P0=0x00;rowmilisec=0;break;
	  }
}

在51单片机中，总使能中断EA 是Enable All Interrupt的缩写。具体来说，EA是中断允许寄存器（IE寄存器）中的一个位，用于控制是否允许CPU响应所有中断请求。

  • 当EA=0时，CPU会屏蔽所有中断请求，即不会响应任何中断。
  • 当EA=1时，CPU会开放所有中断请求，即会根据其他中断使能位（如ES、ET0、ET1、EX0、EX1等）的设置来响应相应的中断。

static 关键字

在函数内部声明一个变量为 static 时，该变量的生命周期会持续到程序执行完毕，而不是在函数返回时结束。此外，static 变量只会初始化一次，即当程序开始运行时。在后续的函数调用中，该变量会保持其上一次被修改后的值。

在中断服务函数 InterrutpTimer0 中，rowmilisec 被声明为 static 是为了确保它能在每次中断调用之间保持其值。这是一个定时器中断，它会在定时器溢出时定期被调用。由于 rowmilisec 用于跟踪已经过去的毫秒数（或行），所以需要它在每次中断之间保持其值，以便知道下一行应该是什么。

unsigned 关键字

unsigned 关键字指定了一个整数类型，它只能存储非负值。与 signed 类型（如 int）相比，unsigned 类型没有符号位，因此它可以存储两倍于相同大小 signed 类型的正数。

在上面的代码中rowmilisec 被用来作为一个计数器，从 0 计数到 7，然后回到 0。由于这个值永远不会是负数，所以使用 unsigned char 是合适的。这不仅可以确保值始终是非负的，而且还可以节省一个位（符号位）

2）效果

4，点阵的静态显示

1）基础

经过点亮点阵的一只led，一排led，全部led灯相关操作，现在我们开始来让其静态的展示我们指定的图案。要绘制图案，就需要使用到《点阵液晶取模》程序。

**对应软件及资源的网盘连接，见本文专栏。**之后下载app里面的字模软件即可，如下👇

之后绘制想要的图案请按照电子书的步骤来：

这里绘制出来的是心形图像并使用软件取模得到P0口所需要的值，如下👇

2）心形矩阵显示代码

复制代码 
#include<reg52.h>
sbit enled=P1^4;   // 138译码器使能  
sbit addr3=P1^3;
sbit addr2=P1^2;
sbit addr1=P1^1;
sbit addr0=P1^0;
unsigned char code heart_matrix[]={  // 心型矩阵真值表
		   0xFF,0x99,0x00,0x00,0x00,0x81,0xC3,0xE7 
};
void main(){
   	   enled=0;  // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e2低电平
	   addr3=0;	 // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e1低电平
		  
	  EA=1;		  // 总使能中断打开
	  ET0=1;	  // 定时器T0使能中断打开
	  TMOD=0x01;  // 定时器T0的模式为1
	  TH0=0xFC;   // 定时1ms
	  TL0=0x67;
	  TR0=1;  // 开启定时器T0
	   while(1);  // 长亮
}

void InterrutpTimer0()  interrupt 1{	  // 中断服务函数
	  static  unsigned char rowmilisec=0; // 用于存储亮起的行，且是每一毫秒亮一行
	  // 只要有溢出造成的中断，就将T0初始值重新赋值
	  TH0=0xFC;  
	  TL0=0x67; 
	  P0=0xFF;  // 关闭列
	  switch(rowmilisec){
	  case 0:addr2=0;addr1=0;addr0=0;P0=heart_matrix[0];rowmilisec++;break;	 
	  case 1:addr2=0;addr1=0;addr0=1;P0=heart_matrix[1];rowmilisec++;break;	
	  case 2:addr2=0;addr1=1;addr0=0;P0=heart_matrix[2];rowmilisec++;break;	 
	  case 3:addr2=0;addr1=1;addr0=1;P0=heart_matrix[3];rowmilisec++;break;		 
	  case 4:addr2=1;addr1=0;addr0=0;P0=heart_matrix[4];rowmilisec++;break;		
	  case 5:addr2=1;addr1=0;addr0=1;P0=heart_matrix[5];rowmilisec++;break;	 
	  case 6:addr2=1;addr1=1;addr0=0;P0=heart_matrix[6];rowmilisec++;break;	 
	  case 7:addr2=1;addr1=1;addr0=1;P0=heart_matrix[7];rowmilisec=0;break;	
	  }  
}

3）效果

二，课后练习题

1、用点阵做一个9到0的倒计时牌显示。

1）效果

矩阵实现每隔1s倒计时（从9到0）

2）代码

复制代码 
#include<reg52.h>
sbit enled=P1^4;   // 138译码器使能  
sbit addr3=P1^3;
sbit addr2=P1^2;
sbit addr1=P1^1;
sbit addr0=P1^0;
unsigned char code matrix[10][8]={  // 数字矩阵真值表 
		{0xFF,0xC3,0xDB,0xDB,0xC3,0xDF,0xDF,0xFF},//9
		{0xFF,0xC3,0xDB,0xC3,0xDB,0xDB,0xC3,0xFF},//8  
		{0xFF,0xC3,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xFF}, 	 //7
		{0xFF,0xC3,0xFB,0xC3,0xDB,0xDB,0xC3,0xFF},	 //6   
		{0xFF,0xC3,0xFB,0xC3,0xDF,0xDF,0xC3,0xFF},  //5
		{0xFF,0xEB,0xEB,0xEB,0xC3,0xEF,0xEF,0xFF},	 //4  
		{0xFF,0xC3,0xDF,0xC3,0xDF,0xDF,0xC3,0xFF},	//3
		{0xFF,0xC3,0xDF,0xDF,0xC3,0xFB,0xC3,0xFF},	//2	   
		{0xFF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xFF},  // 1
		{0xFF,0xC3,0xDB,0xDB,0xDB,0xDB,0xC3,0xFF} //0
        };
void main(){
   	  enled=0;  // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e2低电平
	  addr3=0;	 // 控制点阵led	的 U4(138)使能，需要e1低电平
	  EA=1;		  // 总使能中断打开
	  ET0=1;	  // 定时器T0使能中断打开
	  TMOD=0x01;  // 定时器T0的模式为1
	  TH0=0xFC;   // 定时1ms
	  TL0=0x67;
	  TR0=1;  // 开启定时器T0
	  while(1);
	 
}
void  Timer0()  interrupt 1{	  // 中断服务函数
	  static  unsigned char rowmilisec=0; 
	  static unsigned char 	 ind=0;
	  static unsigned int  milisec=0;  //int容纳1000以上的数值
	  // 只要有溢出造成的中断，就将T0初始值重新赋值
	  TH0=0xFC;  
	  TL0=0x67; 
	  P0=0xFF;
	  switch(rowmilisec){
	  case 0:addr2=0;addr1=0;addr0=0;P0=matrix[ind][0];rowmilisec++; break;	 
	  case 1:addr2=0;addr1=0;addr0=1;P0=matrix[ind][1];rowmilisec++;break;	
	  case 2:addr2=0;addr1=1;addr0=0;P0=matrix[ind][2];rowmilisec++;break;	 
	  case 3:addr2=0;addr1=1;addr0=1;P0=matrix[ind][3];rowmilisec++; break;		 
	  case 4:addr2=1;addr1=0;addr0=0;P0=matrix[ind][4];rowmilisec++; break;		
	  case 5:addr2=1;addr1=0;addr0=1;P0=matrix[ind][5];rowmilisec++; break;	 
	  case 6:addr2=1;addr1=1;addr0=0;P0=matrix[ind][6];rowmilisec++; break;	 
	  case 7:addr2=1;addr1=1;addr0=1;P0=matrix[ind][7];rowmilisec=0;break;	
	  default:break;
	  }	   
	  milisec++;
	  if(milisec==1000){  //1s更新数字
	     ind++;
	     milisec=0;
		 if(ind ==10){    // 倒计时一轮之后继续倒计时
		 ind=0;
		 }
	  }
}

2、尝试实现流水灯、数码管和点阵的同时显示。

  • 点阵：从9倒计时到0（间隔1s）；
  • 流水灯：从最左边往右1s移动一个，到头之后再从左开始；
  • 数码管：使用最左边的一支数码管，让其从9倒计时到0（间隔1s）；

1）效果

点阵和数码管同时倒计时led流水灯从左到右

2）代码

复制代码 
#include<reg52.h>
sbit addr3 = P1^3;
sbit enled = P1^4;
void setTimer0(unsigned long ms);//设置定时器的定时毫秒数
void scan();//点阵，led流水灯，数码管扫描函数
unsigned char T0H_att = 0;	// 用来存储临时产生的定时器初始值
unsigned char T0L_att = 0;
	unsigned char code zzb_matrix[10][8]={  // 数字矩阵真值表 
		{0xFF,0xC3,0xDB,0xDB,0xC3,0xDF,0xDF,0xFF},//9
		{0xFF,0xC3,0xDB,0xC3,0xDB,0xDB,0xC3,0xFF},//8  
		{0xFF,0xC3,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xFF}, 	 //7
		{0xFF,0xC3,0xFB,0xC3,0xDB,0xDB,0xC3,0xFF},	 //6   
		{0xFF,0xC3,0xFB,0xC3,0xDF,0xDF,0xC3,0xFF},  //5
		{0xFF,0xEB,0xEB,0xEB,0xC3,0xEF,0xEF,0xFF},	 //4  
		{0xFF,0xC3,0xDF,0xC3,0xDF,0xDF,0xC3,0xFF},	//3
		{0xFF,0xC3,0xDF,0xDF,0xC3,0xFB,0xC3,0xFF},	//2	   
		{0xFF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xFF},  // 1
		{0xFF,0xC3,0xDB,0xDB,0xDB,0xDB,0xC3,0xFF} //0
        };
unsigned char code zzb_smg[]={//数码管显示字符转换表0~9（P0值）	
	0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,0x80, 0x90 //0~9
//	, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E	// A~F
	};
unsigned char code zzb_led[8] = { // 指定led亮起的P0值？数码管位
	  0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F
	};
unsigned char off_smg[]={  // 关闭数码管的段，消隐	    
	0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF
	};
bit flag1s = 0;//1s定时标志，flag1s只存储一位，所以使用bit来声明定义
unsigned char interrupt_t0 = 0;//记录T0中断次数
static char row_matrix=-1;	// 矩阵的行，设置成-1是为了让它在i=0时，显示9，而不是8。	   
static unsigned char ind_smg=0;	// 数码管索引
void main()
{
   // unsigned long sec_smg = 0;	 // 数码管秒数
	enled = 0;
	setTimer0(1);	 //定时器定时1ms
	while(1)
	{
		if(flag1s == 1)		  
		{
			flag1s = 0;
			//sec_smg++; // 记录数码管显示的秒数，因为这里只显示9~0,所以不用sec_smg这个变量
			row_matrix++; //实现点阵的图片刷新（更新）
			if(row_matrix>9){  // 点阵只有8行，之所以本来应该是大于8就让它置零，是因为我们一开始设置了row_matrix=-1
			   row_matrix=0;
			}	
			/*off_smg[0] = zzb_smg[sec%10];	 // 如果想要多位显示，可以把相应的代码块注释去掉
		    off_smg[1] = zzb_smg[sec/10%10];
			off_smg[2] = zzb_smg[sec/100%10];
			off_smg[3] = zzb_smg[sec/1000%10];
			off_smg[4] = zzb_smg[sec/10000%10];*/
			off_smg[5] = zzb_smg[9-ind_smg]; // ind_smg=0,数码管显示9-0=9
			   ind_smg++;
				if(ind_smg>9){ 
			   ind_smg=0;
			}	
		}
	}	
}
void scan()
{	
	static unsigned char i = 0;
	P0 = 0xFF;
	if(i>7)//扫描数码管与LED小灯
	{
		addr3 = 1;	// led流水灯亮
		P1 = (P1&0xF8)|(i-8); 
		if(i==14){ 
		off_smg[6]=zzb_led[interrupt_t0];
		} 
		P0 = off_smg[i-8];
	}
	else  //i<7时扫描点阵
	{
		addr3 = 0;  // 点阵对应的led打开     
		P1 = (P1&0xF8)|i;
		if(row_matrix>=0){
		P0 = zzb_matrix[row_matrix][i];
		   }
	}
	i++;	
	if(i>15) i=0;  // 
}
void setTimer0(unsigned long milisec)
{
    unsigned long n;
	n = 11059200/12;
	n=(n*milisec)/1000;
	n = 65536-n;
	n += 12;  //补偿中断函数引起的误差，编写《教材手把手教你学51单片机-C语言版》的作者经过多次尝试加12是最佳的
	T0H_att = (unsigned char)(n>>8);
	T0L_att = (unsigned char)n;
	TMOD=0x01;
	EA = 1;	
	ET0 = 1;
	TH0 = T0H_att;
	TL0 = T0L_att;
	TR0 = 1;
}									   
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
	static unsigned long milisec = 0;
	TH0 = T0H_att;
	TL0 = T0L_att;
	milisec++;
	if(milisec>=1000)
	{
		milisec=0;
		interrupt_t0++;
		flag1s=1;
		if(interrupt_t0>7)//interrupt_t0为LED数组索引
			interrupt_t0=0;	
	}
	scan();//点阵、数码管、LED扫描
}

有任何问题请在评论区留言或者是私信我，一天8h在线。

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