LED点阵屏（基于51单片机）

news2024/11/17 13:33:52

师从江科大  

LED点阵屏

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点阵屏分类

按颜色：单色、双色、全彩

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）

注：开发版上的就是8*8的单色点阵

显示原理

 1、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

2、LED点阵屏与数码管一样，有公阴和公阳两种接法，不同接法对应的电路结构不同

3、LED点阵屏需要进行逐行或逐列扫描，才能使LED同时显示

开发板引脚对应关系

 

 74HC5959（串行输入并行输出寄存器）

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位等多用于IO口的扩展

1、OE(output enable):输出使能

2、RCLK(register clock)寄存器时钟：

3、SRCLR（Shift Register Clear）串型清零端:这个引脚的作用是用来对内部移位寄存器进行复位操作。当SRCLR引脚接收到一个有效的低电平信号时，它会将整个8位移位寄存器中的数据清零，所有位都会被置为逻辑0。这意味着无论之前通过串行输入(SER)端口送入了什么数据，一旦SRCLR被拉低并有效，该芯片的移位寄存器内容将立即清除。

此外，需要注意的是，SRCLR并不直接影响存储寄存器和输出寄存器的内容，但通常情况下，当移位寄存器被清零后，在下一个RCLK上升沿到来时，由于移位寄存器内已经没有有效数据，输出寄存器也会更新为空，从而导致所有输出引脚都变为低电平状态（假设输出负载为高阻态）。

SERCLK（串行时钟）    SER(串行输入端)  QH：用来多片级联

实现串行输入并行输出的方法

首先，SER给移位寄存器输入串行数据，SERCLK（串行时钟）每提供一个上升沿，数据就向下走一位，走完之后，如果RCLK（寄存器时钟  ）有上升沿，RCLK就会把移位寄存器中的8位数据同时搬运到图中右边8个区，就达到了实现串行输入并行输出的目的（如果数据满了，数据就会从QH处输出到下一片的SER）

C51的sfr、sbit

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

例：sfr P0=0x80;

sbit (special bit): 特殊位声明

例：sbit P0_1=ox81;或sbit P0_1=P0^1

声明P0寄存器的第一位

LED点阵显示图形代码（显示笑脸）

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
 
sbit SER=P3^4;			//SER串行数据位，P3^4用于I/O口被定义，P3_4用于定义I/O口
sbit RCK=P3^5;			//RCLK寄存器时钟位，名字重复，改成RCK
sbit SCK=P3^6;			//SRCLK串行时钟，简便成SCK
 
#define Matrix_LED_Port		P0		//定义Matrix_LED_Port（LED矩阵屏端口）为P0口
 
/**
  * @brief  74HC595写入一个字节
  * @param  Byte写入的字节
  * @retval 无
  */
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)//对八个引脚赋值
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)//把它的八位都移出去
	{
		SER=Byte&(0x80>>i);	//1000 0000，每次循环，1往右移一位
							//Byte第8位为1，则结果为0x80，Byte第8位为0，则结果为0
							//将一个8位数据赋值给一位值时
							//非0即1，只有Byte&0x80为0，SER才为0，其他数时，SER都是1
		SCK=1;				//每一个上升沿，就会将SER输入的数据在寄存器中下移一位
		SCK=0;
	}
	RCK=1;					//8位数据都输入完成后，给RCK一个上升沿，就会将8位数据送入I/O口
	RCK=0;
}
 
/**
  * @brief  LED点阵屏显示一列数据
  * @param  Column 要选择的列，范围：0~7，第0列在最左边
  * @param  Data 选择列所显示的数据，高位在上，1为亮，0为灭
  * @retval 无
  */
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data)
{
	_74HC595_WriteByte(Data);				//位选，数据通过74HC595寄存器，哪一位为1，则哪一行的LED就亮
	Matrix_LED_Port=~(0x80>>Column);		//段选，P0哪一位为0，则LED矩阵屏哪一列就亮	
											//LED矩阵屏第Column列亮
	Delay(1);
	Matrix_LED_Port=0xFF;					//消影，段选位选完后，将段选清零
}
 
void main()
{
	SCK=0;
	RCK=0;//初始化为低电平
	while(1)
	{
	MatrixLED_ShowColumn(0,0x3C);			//在LED矩阵屏上显示一个笑脸
	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);	
	}
}
/*
sfr(special function register):特殊功能寄存器声明
例：sfr P0=0x80;
sbit(special bit):特殊位声明
例：sbit P0_1=0x80;
*/

 还有Delay.c和Delay.h文件

LED点阵显示动画代码（笑脸变哭脸）

main.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "MatrixLED.h"
//流动式动画代码
/*unsigned char Animation[]={
		0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
		0xFF,0x08,0x08,0x08,0xFF,0x00,0x0E,0x15,
		0x15,0x15,0x08,0x00,0x7E,0x01,0x02,0x00,
		0x7E,0x01,0x02,0x00,0x0E,0x11,0x11,0x0E,
		0x00,0x7D,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
		0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};




void main()
{
	unsigned char i,offset=3,Count=0;
	MatrixLED_Init();
	while(1)
	{
		for(i=0;i<8;i++)
		{
			MatrixLED_ShowColumn(i,Animation[i+offset]);	
		}
		Count++;
		if(Count>10)
		{
			Count=0;
			offset++;
			if(offset>40)
			{
				offset=0;
			}
		}
	}
}*/
/*
sfr(special function register):特殊功能寄存器声明
例：sfr P0=0x80;
sbit(special bit):特殊位声明
例：sbit P0_1=0x80;
*/
//逐帧动画代码   
unsigned char code Animation[]={
		0x3C,0x42,0xA9,0x85,0x85,0xA9,0x42,0x3C,
		0x3C,0x42,0xA1,0x85,0x85,0xA1,0x42,0x3C,
		0x3C,0x42,0xA5,0x89,0x89,0xA5,0x42,0x3C,	
};//加了code不能更改  从储存在RAM变到flash中 使RAM的空间腾出来运行更多的数据




void main()
{
	unsigned char i,offset=0,Count=0;
	MatrixLED_Init();
	while(1)
	{
		for(i=0;i<8;i++)
		{
			MatrixLED_ShowColumn(i,Animation[i+offset]);	
		}
		Count++;
		if(Count>20)
		{
			Count=0;
			offset+=8;//主要区别
			if(offset>16)
			{
				offset=0;
			}
		}
	}
}

MATRIXLED.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

sbit SER=P3^4;			//SER串行数据位，P3^4用于I/O口被定义，P3_4用于定义I/O口
sbit RCK=P3^5;			//RCLK寄存器时钟位，名字重复，改成RCK
sbit SCK=P3^6;			//SRCLK串行时钟，简便成SCK
 
#define MATRIX_LED_PORT		P0		//定义Matrix_LED_Port（LED矩阵屏端口）为P0口
 
/**
  * @brief  74HC595写入一个字节
  * @param  Byte写入的字节
  * @retval 无
  */
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)//对八个引脚赋值
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)//把它的八位都移出去
	{
		SER=Byte&(0x80>>i);	//1000 0000，每次循环，1往右移一位
							//Byte第8位为1，则结果为0x80，Byte第8位为0，则结果为0
							//将一个8位数据赋值给一位值时
							//非0即1，只有Byte&0x80为0，SER才为0，其他数时，SER都是1
		SCK=1;				//每一个上升沿，就会将SER输入的数据在寄存器中下移一位
		SCK=0;
	}
	RCK=1;					//8位数据都输入完成后，给RCK一个上升沿，就会将8位数据送入I/O口
	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，第0列在最左边
  * @param  Data 选择列所显示的数据，高位在上，1为亮，0为灭
  * @retval 无
  */
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data)
{
	_74HC595_WriteByte(Data);				//位选，数据通过74HC595寄存器，哪一位为1，则哪一行的LED就亮
	MATRIX_LED_PORT=~(0x80>>Column);		//段选，P0哪一位为0，则LED矩阵屏哪一列就亮	
											//LED矩阵屏第Column列亮
	Delay(1);
	MATRIX_LED_PORT=0xFF;					//消影，段选位选完后，将段选清零
}

MATRIXLED.h

#ifndef __MATRIX_LED_H__
#define __MATRIX_LED_H__

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

#endif

还有Delay.c和Delay.h文件

LED点阵屏显示流动式动画（I love you ）

#include <REGX52.H>
#include "MatrixLED.h"
 
//动画数据
unsigned char Date[]=
	{
	0X00,0X00,0X00,0X00,0X00,
	0x21,0x3f,0x21,     //I
	0x00,0x18,0x24,0x22,0x11,0x22,0x24,0x18,//爱心
	0x00,0x3f,0x01,0x01,0x3f, //u
	0X00,0X00,0X00,0X00,0X00,
  };
 
void main()
{
	unsigned char i,Offset=0,Count=0;//偏移量Offset
	MatrixLED_Init(); //初始化
	while(1)
	{
		for(i=0;i<8;i++)	
		{
			MatrixLED_ShowColumn(i,Date[i+Offset]);
		}
		Count++;			
		if(Count>40) //计次延时
		{
			Count=0;
			Offset+=1;		
			if(Offset>18)//当超过数组的范围时偏移量清零
			{
				Offset=0;
			}
		}
	}
}

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