单片机学习（4）——点阵LED

程序员文章站 2022-06-08 20:57:17

...

一、基础知识

1、LED点阵原理

一个数码管是由8段LED灯组成的，同理，一个88的点阵是由64个LED点阵组成的。88LED点阵外观图如1-1：
单片机学习（4）——点阵LED
内部结构图如下图1-2：
若想点亮LED点阵，就要使得D端为高电平，P端为低电平。以普中科技的开发板为例，相关原理图如1-3所示，对应图1-2左侧的内部结构图。

2、74HC595芯片
单片机学习（4）——点阵LED （1）原理介绍
74HC595是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器。引脚图如下图：

其中主要用的引脚有：
SER(14) = P3 ^ 4 , 串行数据输入（0或1）；
RCLK(12) = P3 ^ 5 ，存储器输入时钟，并行输出开关，脉冲宽度：接+5V电源时，大于十几纳秒即可。；
SRCLK（11）= P3 ^ 6 , 移位寄存器输入时钟，串行输入开关，脉冲宽度：接+5V电源时，大于十几纳秒即可。

其余引脚作用见下表：

符号	引脚	描述
Q0~Q7	第15脚，第1~7脚	8位并行数据输出
GND	第8脚	接地
Q7’	第9脚	串行数据输出（级联引脚，接14脚）
MR	第10脚	主复位，低电平有效，一般接高电平
SHCP	第11脚	串行输入开关，上升沿有效
STCP	第12脚	并行输出开关，上升沿有效
OE	第13脚	输出有效（低电平）
DS	第14脚	串行数据输入（0或1）
VCC	第16脚	电源

（2）芯片使用过程

STCP（12）（RCLK）→ 0 // 输出寄存器状态保持
SHCP（11）（SRCLK）→ 0 // 移位寄存器状态保持
DS（14）→ 0/1 //存储0或1
SHCP（11）(SRCLK）→ 1 // 移位寄存器存储
（而后延时，确保脉冲宽度；清零，为下一次上升沿的到来做准备）
STCP（12）（RCLK）→ 1 // 输出移位寄存器数据
（而后延时清零，确保脉冲宽度；为下一次上升沿的到来做准备）

二、相关例程

1、取字模软件的使用

起始界面：
单片机学习（4）——点阵LED
点击新建图像，选择合适的尺寸
点击，模拟动画，放大格点

点出自己需要的数字（汉字），取模方式选择C51，下方即为对应的段选的真值。

2、点亮数字0

/*************************************************************										  *
实现现象：下载程序后点阵上显示数字0		
注意事项：一定要将JOE短接片短接到GND端，如果不需要595后面的小灯点亮可以拔掉JP595短接片。																				  
***************************************************************************************/

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>

typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;

sbit DS = P3^4;      //数据输入（0或1）
sbit RCLK = P3^5;    //并行输出开关
sbit SRCLK = P3^6;   //串行输入开关

u8 ledduan[]={0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00}; //高电平LED亮，值不固定
u8 ledwei[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,
            0xfd,0xfe};//0x01111111,0x10111111,...低电平LED灯可能亮,固定序列值

void Hc595SendByte(u8 dat);
void delay(u16 i);

void main()
{
    u8 i = 0;
    while(1)
    {
        P0 = 0x7f;
        for(i=0;i<8;i++)
        {
            P0 = ledwei[i];             //选中某一列
            Hc595SendByte(ledduan[i]);  //通过HC595发送序列i对应的段选的真值
            delay(100);                 //延时，确保肉眼可以观察到
            Hc595SendByte(0x00);        //消隐
        }
     }
}

void Hc595SendByte(u8 dat)
{
    u8 a=0;
    RCLK = 0;          //输出寄存器状态保持
    SRCLK = 0;         //移位寄存器状态保持
    for(a = 0;a<8;a++) //循环8次，存进8位进制二进制数字
    {
        DS = dat>>7;   //串行输入最高位数据化
        dat = dat<<1;  //次高位移向最高位
        SRCLK = 1;     //移位寄存器存储
        _nop_();       //延时，保证脉冲宽度足够
		_nop_();
        SRCLK = 0;     //移位寄存器状态保持，为下一次上升沿到来做准备
    }
    RCLK = 1;          //输入移位寄存器数据
    _nop_();           //延时，保证脉冲宽度足够
    _nop_();
    RCLK = 0;          //输出寄存器状态保持，为下一次上升沿到来做准备
}

void delay(u16 i)
{
	while(i--);	
}

3、点阵的图形显示（循环）

//循环显示0123456789SNOW
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>

typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;

sbit DS = P3^4;      //数据输入（0或1）
sbit RCLK = P3^5;    //并行输出开关
sbit SRCLK = P3^6;   //串行输入开关

unsigned char code ledwei[8]  = {0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //列选通控制
unsigned char code ledduan[14][8]=                                         //点阵字码
{

{0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00}, //0

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00}, //1

{0x00,0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00}, //2

{0x00,0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00}, //3

{0x00,0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00}, //4

{0x00,0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00}, //5

{0x00,0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00}, //6

{0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00}, //7

{0x00,0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00}, //8

{0x00,0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00}, //9

{0x00,0x00,0x24,0x52,0x4A,0x24,0x00,0x00}, //S

{0x00,0x00,0x7E,0x20,0x18,0x04,0x7E,0x00}, //N 

{0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00}, //O

{0x00,0x70,0x08,0x14,0x60,0x14,0x08,0x70}, //W

};
void delay(u16 time);
void Hc595SendByte(u8 dat);

void main()
{	
 	u8 tab, j = 0;
	u16 i;

	while(1)
	{	
		for(i= 0; i<50; i++ )                        //两个字之间的扫描间隔时间
		{
			for(tab=0;tab<8;tab++)                   //每一个字符对应8列
			{	
				Hc595SendByte(0x00);			     //消隐																
			    P0 = ledwei[tab];				     //位选，选通某一列
				Hc595SendByte(ledduan[j][tab]);	     //通过HC595发送序列i对应的段选的真值
				delay(2);		
			}		 
		}
		j++;
		if(j == 14)
		{
			j = 0;
		}
	}	
}

void delay(u16 time)
{
  u16 i,j;
  for(i=0;i<time;i++)
    for(j=0;j<121;j++);
}

void Hc595SendByte(u8 dat)
{
    u8 a=0;
    RCLK = 0;          //输出寄存器状态保持
    SRCLK = 0;         //移位寄存器状态保持
    for(a = 0;a<8;a++) //循环8次，存进8位进制二进制数字
    {
        DS = dat>>7;   //串行输入最高位数据化
        dat = dat<<1;  //次高位移向最高位
        SRCLK = 1;     //移位寄存器存储
        _nop_();       //延时，保证脉冲宽度足够
		_nop_();
        SRCLK = 0;     //移位寄存器状态保持，为下一次上升沿到来做准备
    }
    RCLK = 1;          //输入移位寄存器数据
    _nop_();           //延时，保证脉冲宽度足够
    _nop_();
    RCLK = 0;          //输出寄存器状态保持，为下一次上升沿到来做准备
}

4、点阵的汉字显示
由于选用的是8*8的LED点阵，所以只能显示较为简单的汉字

//代码功能：循环显示大小回中

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>

typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;

sbit DS = P3^4;      //数据输入（0或1）
sbit RCLK = P3^5;    //并行输出开关
sbit SRCLK = P3^6;   //串行输入开关

unsigned char code ledwei[8]  = {0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //列选通控制
unsigned char code ledduan[4][8]=                                         //点阵字码
{

0x00,0x12,0x14,0x78,0x14,0x12,0x00,0x00,   //大
0x00,0x08,0x12,0x01,0xFF,0x00,0x10,0x08,   //小
0x7F,0x41,0x5D,0x55,0x5D,0x41,0x7F,0x00,   //回
{0x7C,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x7C,0x00}  //中

};
void delay(u16 time);
void Hc595SendByte(u8 dat);

void main()
{	
 	u8 tab, j = 0;
	u16 i;

	while(1)
	{	
		for(i= 0; i<50; i++ )                        //两个字之间的扫描间隔时间
		{
			for(tab=0;tab<8;tab++)                   //每一个字符对应8列
			{	
				Hc595SendByte(0x00);			     //消隐																
			    P0 = ledwei[tab];				     //位选，选通某一列
				Hc595SendByte(ledduan[j][tab]);	     //通过HC595发送序列i对应的段选的真值
				delay(2);		
			}		 
		}
		j++;
		if(j == 4)
		{
			j = 0;
		}
	}	
}

void delay(u16 time)
{
  u16 i,j;
  for(i=0;i<time;i++)
    for(j=0;j<121;j++);
}

void Hc595SendByte(u8 dat)
{
    u8 a=0;
    RCLK = 0;          //输出寄存器状态保持
    SRCLK = 0;         //移位寄存器状态保持
    for(a = 0;a<8;a++) //循环8次，存进8位进制二进制数字
    {
        DS = dat>>7;   //串行输入最高位数据化
        dat = dat<<1;  //次高位移向最高位
        SRCLK = 1;     //移位寄存器存储
        _nop_();       //延时，保证脉冲宽度足够
		_nop_();
        SRCLK = 0;     //移位寄存器状态保持，为下一次上升沿到来做准备
    }
    RCLK = 1;          //输入移位寄存器数据
    _nop_();           //延时，保证脉冲宽度足够
    _nop_();
    RCLK = 0;          //输出寄存器状态保持，为下一次上升沿到来做准备
}

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