51单片机入门之LED点阵屏_led点阵单片机

作者：小小林熬夜学编程 | 2024-04-10 19:09:42

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led点阵单片机

LED点阵屏简单介绍：

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：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。

LED点阵屏的显示原理：

• 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。

通俗来说：LED点阵屏注意点阵屏的灯的引脚，排列是无序的，想让哪块显示图案在哪个引脚显示为1。

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。

开发版对应的引脚关系：

直接接在I/O口的话，需要接一个三极管来缓冲一下，NPN型号上接VCC,下接限流电阻，低电平导通到阳极。高电平三极管截止不接通停止。PNP型号上接VCC,左边I/O口高电平给1三极管导通，给低电平0三极管截止.

• 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“ &= ”、“ |= ”、“ ^= ”的方法进行位操作

注意：寄存器地址能够被8整除的才可以进行位操作，不可以被8整除的不可以进行位操作。

SER需要赋值在先，QH为高位，QH往前推位，把第八位取出来，即最高位。最高位若是从0开始那么最高位是7，用与和或进行相取。SERCLK上升沿移位，给高电平使他移位，单片机初始化以后所有的I/O口都为高电平，所以一上电以后要把它的值先赋予0，再在另一个函数74HC595中给高电平1使他上升移位。怎么输出？只需要给RCLK一个高电平，也需要初始化为低电平。

LED点阵屏代码：

LED点阵屏显示图形：

方法一和二，代码段中注释的为方法二


#include <REGX52.H>
 
sbit RCK=P3^5;    //因为在51中RCLK已定义，所以重新定义一个为RCK
sbit SCK=P3^6;   //同理SRCLK
sbit SER=P3^4;   //SER
 
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
			unsigned char i;
			for(i=0;i<8;i++)
			{
					SER=Byte&(0x80>>i);  
					SCK=1;
					SCK=0;
			}
			RCK=1;
			RCK=0;
			
//		Byte&0x80;   //如果第八位为1，&0x80=0x80;第八位为0，&0x80=0.
//	    SER=Byte&0x80;  //把Byte&0x80的值直接赋给SER.电平1高0低
//			SCK=1;
//			SCK=0;   //清0.为下一次移位做准备。已经把Byte的最高位移进去了
//			SER=Byte&0x40;  //次高位移进去了相当于第二位
//			SCK=1;
//			SCK=0;
//			SER=Byte&0x20;  //第三位
//			SCK=1;
//			SCK=0;
}
 
void  main()
{
	SCK=0;
	RCK=0;
	_74HC595_WriteByte(0xAA);    //一半1一半0
	while (1)
	{
	}
}

方法三


#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
 
sbit RCK=P3^5;    //因为在51中RCLK已定义，所以重新定义一个为RCK
sbit SCK=P3^6;   //同理SRCLK
sbit SER=P3^4;   //SER
 
#define  __MATRIX_LED_PORT   P0
 
/**
  *@brief   74HC595写入一个字节
  *@param   Byte要写入的字节
  *@retval  无
  */
 
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
			unsigned char i;
			for(i=0;i<8;i++)
			{
					SER=Byte&(0x80>>i);  
					SCK=1;
					SCK=0;
			}
			RCK=1;
			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)   //列，段码
{
		_74HC595_WriteByte(Data);
//		if (Column==0){P0=~0x80;}  //方法一
//		if (Column==1){P0=~0x40;}  
		__MATRIX_LED_PORT=~(0x80>>Column);
		Delay(1);
		__MATRIX_LED_PORT=0xFF;
}
 
void  main()
{
		SCK=0;
		RCK=0;
		while (1)
		{
					MatrixLED_ShowColumn(0,0x3C);    //段选，位选,延时，位清零
					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); 
		}
}

Delay.c


 
void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

Delay.h


#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
 
void Delay(unsigned int xms);
 
#endif

LED点阵屏显示动画：

可以采用下面的软件进行自动取模：

链接：https://pan.baidu.com/s/1kGOitMYpuuNJNQBlrR386Q?pwd=5151
提取码：5151

文件解压密码为：51

代码如下：


#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "MatrixLED.h"
 
unsigned char Animation[]={
	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,
};
 
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]);    //段选，位选,延时，位清零
 
					}
		Count++;
		if (Count>10)
		{
				Count=0;
			  Offset++;
			  
		}
		}
}
 
//"MatrixLED.c"
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
 
sbit RCK=P3^5;    //因为在51中RCLK已定义，所以重新定义一个为RCK
sbit SCK=P3^6;   //同理SRCLK
sbit SER=P3^4;   //SER
 
#define  __MATRIX_LED_PORT   P0
 
/**
  *@brief   74HC595写入一个字节
  *@param   Byte要写入的字节
  *@retval  无
  */
 
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
			unsigned char i;
			for(i=0;i<8;i++)
			{
					SER=Byte&(0x80>>i);  
					SCK=1;
					SCK=0;
			}
			RCK=1;
			RCK=0;
 
}
 
/**
  *@brief  点阵屏初始化
  *@param  无
  *@retval 无
  */
void MatrixLED_Ini ()
{
	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)   //列，段码
{
		_74HC595_WriteByte(Data);
		__MATRIX_LED_PORT=~(0x80>>Column);
		Delay(1);
		__MATRIX_LED_PORT=0xFF;
}
//"MatrixLED.h"
#ifndef __MATRIX_LED_H_
#define __MATRIX_LED_H_
 
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data);
void MatrixLED_Ini ();
 
 
#endif
 
//"Delay.c"
void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}
//"Delay.h"
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
 
void Delay(unsigned int xms);
 
 
#endif

74HC595

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