文章目录
- 前言
- 如何点亮led点阵
- 仿真图
- 代码点亮led
- 核心代码解析
- 爱心代码
- 滚动
- 总结
前言
在嵌入式系统的开发中，LED点阵显示器是一种常见的显示设备，它可以用来显示各种图形和文字，为用户提供直观的信息反馈。本文将介绍如何使用Proteus软件和51单片机来驱动一个8x8的LED点阵显示器。
Proteus是一款强大的电子设计自动化（EDA）工具，它包含了电路仿真、微处理器仿真、PCB设计等多种功能，非常适合用于嵌入式系统的开发和学习。而51单片机则是一种广泛应用的微控制器，它的编程语言是C语言，易于学习和使用。
在本文中，我们将首先介绍LED点阵显示器的工作原理，然后讲解如何使用Proteus软件和51单片机来驱动LED点阵显示器，包括硬件连接、软件编程等步骤。我们还将提供一些示例代码，帮助读者更好地理解和掌握这个过程。
如何点亮led点阵
LED点阵的工作原理基于电平控制。在一个常见的8x8 LED点阵中，我们有8个行引脚和8个列引脚，总共16个引脚用于控制64个LED灯。
以下是一个简单的例子来说明如何点亮LED点阵中的特定LED：
假设我们有一个8x8的LED点阵，我们想要点亮第一行第一列的LED。我们首先需要确定LED点阵是共阳极还是共阴极：
-
共阳极：在这种情况下，所有LED的阳极（正极）都连接在一起，形成行或列。要点亮特定的LED，我们需要将其阳极连接的行引脚设置为高电平，将其阴极连接的列引脚设置为低电平。所以，要点亮第一行第一列的LED，我们将第一行引脚设置为高电平，第一列引脚设置为低电平。
-
共阴极：在这种情况下，所有LED的阴极（负极）都连接在一起，形成行或列。要点亮特定的LED，我们需要将其阴极连接的行引脚设置为低电平，将其阳极连接的列引脚设置为高电平。所以，要点亮第一行第一列的LED，我们将第一行引脚设置为低电平，第一列引脚设置为高电平。
这就是如何通过控制电平来点亮LED点阵中的特定LED。要显示更复杂的图案，我们可以通过快速地改变每一行和每一列的电平，以控制每一个LED的亮度。由于人眼的视觉暂留效应，我们看到的将是一个完整的图案，而不是一闪一闪的LED灯。
仿真图
matrix点阵图搜索方式如下：
电路图：
其中，他上面为行，下面为列
代码点亮led
代码概况：
#include <regx52.h> // 包含51单片机的头文件
// 定义LED点阵的行和列对应的端口
#define LED_MATRIX_ROWS P2
#define LED_MATRIX_COLS P1
// 延时函数，用于控制LED点阵的刷新速度
void delay(unsigned int ms) {
unsigned int i, j;
for(i = ms; i > 0; i--)
for(j = 120; j > 0; j--);
}
// 8x8 LED点阵的显示缓冲区，用于存储要显示的图案
unsigned char led_matrix_buffer[8] = {0};
// LED点阵的初始化函数，设置行和列的初始状态
void LedMatrix_Init() {
// 将行设置为低电平，列设置为高电平
LED_MATRIX_ROWS = 0x00;
LED_MATRIX_COLS = 0xFF;
}
// LED点阵的刷新函数，用于更新LED点阵的显示
void LedMatrix_Refresh() {
unsigned char i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
LED_MATRIX_COLS = ~(1 << i); // 选择当前列
LED_MATRIX_ROWS = led_matrix_buffer[i]; // 输出当前列的数据
delay(1); // 延时以提供足够的显示时间
LED_MATRIX_COLS = 0xFF; // 关闭所有列，准备切换到下一列
}
}
// 主函数
void main() {
LedMatrix_Init(); // 初始化LED点阵
led_matrix_buffer[0] = 0xaa; // 设置要显示的图案
while (1) {
LedMatrix_Refresh(); // 不断刷新LED点阵以显示图案
}
}
其中，最重要的就是LedMatrix_Refresh函数与led_matrix_buffer变量
核心代码解析
led_matrix_buffer这个数组每一个元素存一行的led亮灭数据，我们通过写入他到引脚，就可以点亮led了
LedMatrix_Refresh函数：
// LED点阵的刷新函数，用于更新LED点阵的显示
void LedMatrix_Refresh() {
unsigned char i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
LED_MATRIX_COLS = ~(1 << i); // 选择当前列
LED_MATRIX_ROWS = led_matrix_buffer[i]; // 输出当前列的数据
delay(1); // 延时以提供足够的显示时间
LED_MATRIX_COLS = 0xFF; // 关闭所有列，准备切换到下一列
}
}
这个行数是使用扫描的方式来点亮led的
LED_MATRIX_COLS = ~(1 << i); // 选择当前列二进制变化变化：
当i = 0时，1 << i = 00000001，取反后~(1 << i) = 11111110
当i = 1时，1 << i = 00000010，取反后~(1 << i) = 11111101
当i = 2时，1 << i = 00000100，取反后~(1 << i) = 11111011
他进行0~7的扫描，通过0位的变化，就可以让有高电平的行亮
然后把led_matrix_buffer[i]的数据写入寄存器即可
爱心代码
#include <regx52.h>
// ????????
#define LED_MATRIX_ROWS P2
#define LED_MATRIX_COLS P1
void delay(unsigned int ms) {
unsigned int i, j;
for(i = ms; i > 0; i--)
for(j = 120; j > 0; j--);
}
// 8x8 LED????????
unsigned char led_matrix_buffer[8] = {0};
// ?????
void LedMatrix_Init() {
// ???????????
LED_MATRIX_ROWS = 0x00;
LED_MATRIX_COLS = 0xFF;
}
// ??????
void LedMatrix_Refresh() {
unsigned char i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
LED_MATRIX_COLS = ~(1 << i); // ?????
LED_MATRIX_ROWS = led_matrix_buffer[i]; // ????????
delay(1); // ??????????????
LED_MATRIX_COLS = 0xFF; // ?????,????????
}
}
// ???
void main() {
LedMatrix_Init(); // ???LED??
led_matrix_buffer[0] = 0x00; // ?1???
led_matrix_buffer[1] = 0x66; // ?2???
led_matrix_buffer[2] = 0xFF; // ?3???
led_matrix_buffer[3] = 0xFF; // ?4???
led_matrix_buffer[4] = 0x7E; // ?5???
led_matrix_buffer[5] = 0x3C; // ?6???
led_matrix_buffer[6] = 0x18; // ?7???
led_matrix_buffer[7] = 0x00; // ?8???
while (1) {
LedMatrix_Refresh(); // ????
}
}
滚动
#include <regx52.h>
// ????????
#define LED_MATRIX_ROWS P2
#define LED_MATRIX_COLS P1
void delay(unsigned int ms) {
unsigned int i, j;
for(i = ms; i > 0; i--)
for(j = 120; j > 0; j--);
}
// 8x8 LED????????
unsigned char led_matrix_buffer[8] = {0};
// ?????
void LedMatrix_Init() {
// ???????????
LED_MATRIX_ROWS = 0x00;
LED_MATRIX_COLS = 0xFF;
}
// ??????
void LedMatrix_Refresh() {
unsigned char i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
LED_MATRIX_COLS = ~(1 << i); // ?????
LED_MATRIX_ROWS = led_matrix_buffer[i]; // ????????
delay(1); // ??????????????
LED_MATRIX_COLS = 0xFF; // ?????,????????
}
}
void roll()
{
unsigned char i = 0;
unsigned char temp = led_matrix_buffer[0];
for (i = 0; i < 7; i++) {
led_matrix_buffer[i] = led_matrix_buffer[i + 1];
}
led_matrix_buffer[7] = temp;
}
// ???
void main() {
LedMatrix_Init(); // ???LED??
led_matrix_buffer[0] = 0x00; // ?1???
led_matrix_buffer[1] = 0x66; // ?2???
led_matrix_buffer[2] = 0xFF; // ?3???
led_matrix_buffer[3] = 0xFF; // ?4???
led_matrix_buffer[4] = 0x7E; // ?5???
led_matrix_buffer[5] = 0x3C; // ?6???
led_matrix_buffer[6] = 0x18; // ?7???
led_matrix_buffer[7] = 0x00; // ?8???
while (1) {
LedMatrix_Refresh(); // ????
delay(10);
roll();
}
}
总结
通过本文的学习，我们了解了如何使用Proteus软件和51单片机来驱动一个8x8的LED点阵显示器。我们学习了LED点阵显示器的工作原理，掌握了硬件连接和软件编程的方法，还通过实际的示例代码，深入了解了这个过程。
虽然本文的内容可能对初学者来说有些复杂，但只要我们耐心学习，不断实践，就一定能够掌握这些知识。同时，我们也应该注意，学习嵌入式系统开发不仅仅是学习编程和电路设计，更重要的是学习解决问题的方法和思维方式。
希望本文能够帮助你入门Proteus和51单片机的学习，为你的嵌入式系统开发之旅打下坚实的基础。如果你在学习过程中遇到任何问题，或者有任何建议和反馈，欢迎随时与我们联系。祝你学习愉快，期待你在嵌入式系统开发的道路上取得更大的进步！
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