51单片机入门_江协科技_21~22_OB记录的笔记

news2025/2/24 21:03:51

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、1616等（大规模的LED点阵通常由很多个小点阵拼接而成）
    在这里插入图片描述

  • 21.2. 显示原理
    在这里插入图片描述

    •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。
在这里插入图片描述

  • 21.4. 开发板引脚对应关系
    在这里插入图片描述

  • 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：

在这里插入图片描述

  • 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：
    在这里插入图片描述

    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；

在这里插入图片描述

  • 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-2allsobaiduend~default-1-134923671-null-null.142v100pc_search_result_base4&utm_term=8x8%E7%82%B9%E9%98%B5%E5%8F%96%E5%AD%97%E6%A8%A1%E8%BD%AF%E4%BB%B6&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：
在这里插入图片描述

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