学习使用的开发板:STC89C52RC/LE52RC
编程软件:Keil5
烧录软件:stc-isp
开发板实图:
文章目录
LED点阵屏
点阵屏在开发板的右上角,注意使用前需要将左侧的跳线帽短接左边两个 ,才能连通点阵屏的线路
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,如骑车报站器、广告屏以及公告牌等
LED点阵屏分类
- 按颜色:单色(红色)、双色(红色 + 绿色)、全彩。双色其实可以显示三种颜色,因为红色和绿色混合可以产生黄色。全彩是使用三原色------红绿蓝,按比例混合出其他颜色
- 按像素:8 * 8、16 * 16等(大规模的LED点阵通常由很多个小点阵拼接而成)
显示原理
LED点阵屏的结构类似于数码管,不过数码管把每一列像素以 "8" 字型排列。数码管的介绍可参看【51单片机】数码管
原理图如下:
通过矩阵排列的方式,控制 8 * 8 个 LED,仅需要 8 + 8 = 16 个 I/O口
其中, D0 ~ D7 控制 LED 的阳极,P00 ~ P07控制 LED 的阴极。想让一个LED亮,必须阳极阴极连通,例如想让最左上角的 LED 亮起,则D7 = 1 && P07 = 0
LED点阵屏有共阴和共阳两种解法,不同解法对应的电路结构不同,例如如下双色点阵屏
其中,RED 和 GREEN 共用同一个阳极,各自有不同的阴极,这就是共阳极解法
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
74HC595
本篇博客采用列扫描的方式,控制点阵屏
列扫描就是固定P0串口,通过输入不同的D0 ~ D7,显示一列 LED灯
但我们不能直接操作D0 ~ D7,需要借助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I/O口扩展
因为我们想要一次输出一列数据,74HC595的并行输出刚好符合我们的需求
原理图如下:
74HC595
通过控制 QA、QB...间接控制 D0 ~ D7
74HC595
寄存器内部原理图如下:
图中输入的数据,从高位到低位为:1010 0000
- SER:输入口,输入1位数据
- SERCLK:上升沿移位,当SERCLK = 1 时,寄存器中的数字会向下移1位,SER的数据会被移入寄存器
- RCLK:上升沿锁存,当 RCLK = 1 时,当前移位寄存器的 8 位数据会被并行输入到 QA ~ QH
输入数据的过程如下:
注意
:此处控制的是D0 ~ D7,LED的阳极,给1才会亮
编码
LED点阵屏显示笑脸
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他位,可用 " &= "、" |= "、" ^= " 的方法进行位操作
- sft(special function register):特殊功能寄存器说明
- 例:
sft P0 = 0x80;
声明P0口寄存器,物理地址为0x80
- 例:
- 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
- 例:
74HC595
写入一个字节数据逻辑如下:
c
#include <REGX52.h>
//P3^5表示P3的第5位
sbit MatrixLED_SER = P3^4; //SER, 写入的1位数据
sbit MatrixLED_RCLK = P3^5; //RCLK, 上升沿锁存,置1发送8位数据
sbit MatrixLED_SRCLK = P3^6; //SRCLK, 上升沿移位,置1数据往下移
//点阵屏列选择的寄存器
#define MatrixLEDColumn P0
/**
* @brief 74HC595发送一个字节数据,可控制点阵屏的行
* @parm Byte:要发送的字节数据
* @retval 无
*/
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
int i = 0;
for(i = 0; i < 8; ++i)
{
MatrixLED_SER = Byte & (0x80 >> i);
MatrixLED_SRCLK = 1;//数据移位
MatrixLED_SRCLK = 0;
}
MatrixLED_RCLK = 1;//发送数据
MatrixLED_RCLK = 0;
}
接下来控制P0,就可以显示指定列了
c
/**
* @brief LED点阵屏显示一列数据
* @parm Column: 要显示的列,控制点阵屏的列
* @parm Data: 写入74HC595的数据,控制点阵屏的行
* @retval 无
*/
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column, unsigned char Data)
{
_74HC595_WriteByte(Data);
MatrixLEDColumn = ~(0x80 >> Column);
Delayms(1);
MatrixLEDColumn = 0xFF;//消影
}
完整代码如下:
延迟器模块
Delay.h
c
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAT_H__
void Delayms(unsigned int xms);//等待指定毫秒
#endif
Delay.c
c
#include <INTRINS.h>
/**
* @brief 延迟一定时间
* @parm 延迟的时间,单位是毫秒,范围:0 ~ 65535
* @retval 无
*/
void Delayms(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}
点阵屏模块
MatrixLED.h
c
#ifndef __MATRIXLED_H__
#define __MATRIXLED_H__
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column, unsigned char Data);
void MatrixLED_Init();
#endif
MatrixLED.c
c
#include <REGX52.h>
#include "Delay.h"
//P3^5表示P3的第5位
sbit MatrixLED_SER = P3^4; //SER, 写入的1位数据
sbit MatrixLED_RCLK = P3^5; //RCLK, 上升沿锁存,置1发送8位数据
sbit MatrixLED_SRCLK = P3^6; //SRCLK, 上升沿移位,置1数据往下移
//点阵屏列选择的寄存器
#define MatrixLEDColumn P0
/**
* @brief 74HC595发送一个字节数据,可控制点阵屏的行
* @parm Byte:要发送的字节数据
* @retval 无
*/
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
int i = 0;
for(i = 0; i < 8; ++i)
{
MatrixLED_SER = Byte & (0x80 >> i);
MatrixLED_SRCLK = 1;//数据移位
MatrixLED_SRCLK = 0;
}
MatrixLED_RCLK = 1;//发送数据
MatrixLED_RCLK = 0;
}
/**
* @brief LED点阵屏显示一列数据
* @parm Column: 要显示的列,控制点阵屏的列
* @parm Data: 写入74HC595的数据,控制点阵屏的行
* @retval 无
*/
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column, unsigned char Data)
{
_74HC595_WriteByte(Data);
MatrixLEDColumn = ~(0x80 >> Column);
Delayms(1);
MatrixLEDColumn = 0xFF;//消影
}
/**
* @brief 初始化74HC595,初始化点阵屏
* @parm 无
* @retval 无
*/
void MatrixLED_Init()
{
MatrixLED_RCLK = 0;
MatrixLED_SRCLK = 0;
}
主程序------循环显示笑脸
main.cc
c
#include <REGX52.h>
#include <INTRINS.h>
#include "Delay.h"
#include "MatrixLED.h"
void main()
{
MatrixLED_Init();
while(1)
{
//显示笑脸
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);
}
}
完整项目链接:Gitee:LED点阵屏显示笑脸
效果如下:
LED点阵屏显示动画
此处暂不讲解,项目链接:Gitee:LED点阵屏显示动画
效果如下:
显示变化的笑脸
LED点阵屏显示动画------变化笑脸
动画显示Hello!!!
LED点阵屏显示动画------Hello!!!
以上就是本篇博客的所有内容,感谢你的阅读
如果觉得本篇文章对你有所帮助的话,不妨点个赞支持一下博主,拜托啦,这对我真的很重要。