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3.7 51单片机-LED 16*16点阵

2021-12-25 462
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简介： 3.7 51单片机-LED 16*16点阵

3.7 LED 16*16点阵

3.7.1 点阵原理图

image.png

LED点阵使用连线说明：P595_A接J17、P595_B接J18、JP595跳线帽需要接上、JP1302断开、J11(P3.3)断开

image.png

image.png

从上面LED点阵原理图中看出，点阵里的每个LED的阴端接在行上面，阳端接在列上面。

image.png

image.png

image.png

点亮一个LED二极管只需要根据正负极给对应的电源即可发光。


根据实验板的16*16点阵原理图来看，只要给横向(行)16个IO输出低电平，纵向(列)16个IO口输出高电平，即可点亮点阵上面的所有LED。


3.7.2 点阵原理介绍


实验板上的16*16点阵是由4个8*8LED点阵组成的，一个 8*8 的点阵是由 64个LED小灯组成。


16*16点阵分别由4片74HC595控制，4片74HC595采用级联的方式连接。

image.png

3.7.3 74HC595缓存器


74HC595是一个8位串行输入、平行输出的位移缓存器：平行输出为三态输出。


在SCK的上升沿，单行数据由SDL输入到内部的8位位移缓存器，并由Q7‘输出，而平行输出则是在LCK的上升沿将在8位位移缓存器的数据存人到8位平行输出缓存器。


当串行数据输人端OE的控制信号为低使能时，平行输出端的输出值等于平行输出缓存器所存储的值。而当OE为高电位，也就是输出关闭时，平行输出端会维持在高阻抗状态。


74HC595支持级联，当多个595级联到一起时，通过数据线发送的一个数据最终会移位给最后的一个595。


因为级联数据是被挤出到下一级的，所以先发送的数据最后是到最后一级的595。


每次向74HC595发送一个字节，74HC595最先收到的一位数据是高位，也就是最先收到的数据就到达Q7脚，如果我们先输出数据高位的话，最高位在8个脉冲后就会跑到Q7脚(数据脚最高位)。这就像我们排队一样，一个寄存器里面有8个位置，每次给一个脉冲就好比一次呼叫：“大家可以往前移一位了！”就这样，队伍不断得往前移。


这个过程就像在向前挤一样：

image.png

image.png

image.png

image.png

通过真值表得知:

发送一个数据0的时序代码如下:

HC595_DATA=0;HC595_SCK=0;HC595_SCK=1;

发送一个数据1的时序代码如下:

HC595_DATA=1;HC595_SCK=0;HC595_SCK=1;

3.7.4 示例代码: LED点阵单点扫描显示

下面代码实现，点阵依次从左上角点亮一个点,等待一段时间，再关闭所有点,再点亮第二个点,等待一段时间,再关闭所有点，从左到右，从上到下，依次把所有点亮都点亮一遍。

1.#include <reg51.h>
//定义HC595使用的IO口
sbit HC595_DATA=P3^4; //串行数据输出
sbit HC595_RCK=P3^5;  //存储寄存器时钟
sbit HC595_SCK=P3^6;  //移位寄存器时钟
/*
通过HC595发送一个字节数据
先发送高位，在HC959上对应的是低位(也就是LED点阵的最左边)
*/
void HC595_Send_Byte(u8 byte)
{
    u8 i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if(byte&0x80)HC595_DATA=1;
        else HC595_DATA=0;
        HC595_SCK=0;
        HC595_SCK=1;
        byte<<=1; //依次发送高位
    }
}
/*
将HC959存储器里的数据输出到总线上
*/
void HC595_DataOut(void)
{
    //将移位存储器的输出并行输出到总线上
    HC595_RCK=0;
    HC595_RCK=1;
    HC595_RCK=0;
}
/*
HC595的3、4级是控制点阵的列 (低电平)
HC595的1、2级是控制点阵的行 (高电平)
给HC595第1级发送的数据会移动到最后一个HC595。
*/
int main()
{
    u8 i,j;
    u16 Row; //行
    u16 col; //列
    while(1)
    {
        for(i=0;i<16;i++)
        {
            Row=0x0000;
            Row|=1<<i; //行
            for(j=0;j<16;j++)
            {
                col=0xFFFF;
                col&=~(1<<j); //列
                HC595_Send_Byte(col>>8);
                HC595_Send_Byte(col);
                HC595_Send_Byte(Row>>8);
                HC595_Send_Byte(Row);
                HC595_DataOut();  
                DelayMs(100); //延时一段时间，再关闭所有显示
                HC595_Send_Byte(0xFF);
                HC595_Send_Byte(0xFF);
                HC595_Send_Byte(0x00);
                HC595_Send_Byte(0x00);
                HC595_DataOut(); 
            }
        }
    }
}

3.7.5 示例代码: 控制LED点阵显示指定效果

(1). 实现点阵按照指定时间间隔全亮和全灭

#include <reg51.h>
int main()
{
    u8 i,j;
    while(1)
    {
      //下面4行代码,开启点阵
      HC595_Send_Byte(0x00);//4列: 低位对应右边第8列开始,8~15
      HC595_Send_Byte(0x00);//3列: 低位对应左边第0列开始,0~7
      HC595_Send_Byte(0xFF);//2行: 低位对应上面第8行,依次8~15
      HC595_Send_Byte(0xFF);//1行: 低位对应上面第0行,依次0~7
      HC595_DataOut();  
      DelayMs(500);
      //下面4行代码,关闭点阵
      HC595_Send_Byte(0xFF);//4列: 低位对应右边第8列开始,8~15
      HC595_Send_Byte(0xFF);//3列: 低位对应左边第0列开始,0~7
      HC595_Send_Byte(0x00);//2行: 低位对应上面第8行,依次8~15
      HC595_Send_Byte(0x00);//1行: 低位对应上面第0行,依次0~7
      HC595_DataOut();  
      DelayMs(500);
}
}

(2). 实现点阵旋转效果，按照8*8为单位，点亮4个小方块

点亮的顺序，看下面代码的注释。

int main()
{
    while(1)
    {
        //点亮左上角8*8方块
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_DataOut();
        DelayMs(100);
        //点亮右上角8*8方块
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_DataOut();
        DelayMs(100);
        //点亮右下角8*8方块
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_DataOut(); 
        DelayMs(100);  
        //点亮左下角8*8方块
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_Send_Byte(0xFF);
        HC595_Send_Byte(0x00);
        HC595_DataOut();
        DelayMs(100);      
}
}

3.7.6 示例代码: 控制LED点阵显示汉字

使用LED点阵显示汉字，需要用到汉字取模软件，本章节使用的取模软件“PCtoLCD2002”，软件的取模方式配置如下。

image.png

image.png

示例代码:  在LED点阵上显示一个中文

#include <reg51.h>
//定义HC595使用的IO口
sbit HC595_DATA=P3^4; //串行数据输出
sbit HC595_RCK=P3^5;  //存储寄存器时钟
sbit HC595_SCK=P3^6;  //移位寄存器时钟
/*
通过HC595发送一个字节数据
先发送高位，在HC959上对应的是低位(也就是LED点阵的最左边)
*/
void HC595_Send_Byte(u8 byte)
{
    u8 i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if(byte&0x80)HC595_DATA=1;
        else HC595_DATA=0;
        HC595_SCK=0;
        HC595_SCK=1;
        byte<<=1; //依次发送高位
    }
}
/*
将HC959存储器里的数据输出到总线上
*/
void HC595_DataOut(void)
{
    //将移位存储器的输出并行输出到总线上
    HC595_RCK=0;
    HC595_RCK=1;
    HC595_RCK=0;
}
/*
在LED点阵上显示一个16*16数据
*/
void LED_DisplayData(u8 *p)
{
    u8 i;
    u16 Row; //控制行的状态,每次只点亮1行
    for(i=0;i<16;i++)
    {
        Row=0x0000;
        Row|=1<<i;
        HC595_Send_Byte(*(p+1)); //控制列右8个IO
        HC595_Send_Byte(*p);     //控制列左8个IO
        p+=2;
        HC595_Send_Byte(Row>>8); //控制行下8个IO
        HC595_Send_Byte(Row);    //控制行上8个IO
        HC595_DataOut();
    } 
}
u8 code font[] = {0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x03,0xE0,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x03,0xE0,0x7B,0xEF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF};/*"中",0*/
int main()
{
    while(1)
    {
        LED_DisplayData(font); //显示中文
    }        
}

image.png

3.7.7 示例代码: 控制LED点阵显示多个中文

下面代码实现，在LED点阵上循环显示多个文字或者图案，所有的功能都使用子函数封装，调用逻辑清晰。

#include <reg51.h>
//定义HC595使用的IO口
sbit HC595_DATA=P3^4; //串行数据输出
sbit HC595_RCK=P3^5;  //存储寄存器时钟
sbit HC595_SCK=P3^6;  //移位寄存器时钟
/*
通过HC595发送一个字节数据
先发送高位，在HC959上对应的是低位(也就是LED点阵的最左边)
*/
void HC595_Send_Byte(u8 byte)
{
    u8 i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if(byte&0x80)HC595_DATA=1;
        else HC595_DATA=0;
        HC595_SCK=0;
        HC595_SCK=1;
        byte<<=1; //依次发送高位
    }
}
/*
将HC959存储器里的数据输出到总线上
*/
void HC595_DataOut(void)
{
    //将移位存储器的输出并行输出到总线上
    HC595_RCK=0;
    HC595_RCK=1;
    HC595_RCK=0;
}
/*
在LED点阵上显示一个16*16数据
*/
void LED_DisplayData(u8 *p)
{
    u8 i;
    u16 Row; //控制行的状态,每次只点亮1行
    for(i=0;i<16;i++)
    {
        Row=0x0000;
        Row|=1<<i;
        HC595_Send_Byte(*(p+1)); //控制列右8个IO
        HC595_Send_Byte(*p);     //控制列左8个IO
        p+=2;
        HC595_Send_Byte(Row>>8); //控制行下8个IO
        HC595_Send_Byte(Row);    //控制行上8个IO
        HC595_DataOut();
    } 
}
/*
关闭点阵所有点
*/
void LED_Clear(void)
{
    HC595_Send_Byte(0xFF);//4列: 低位对应右边第8列开始,8~15
    HC595_Send_Byte(0xFF);//3列: 低位对应左边第0列开始,0~7
    HC595_Send_Byte(0x00);//2行: 低位对应上面第8行,依次8~15
    HC595_Send_Byte(0x00);//1行: 低位对应上面第0行,依次0~7
    HC595_DataOut(); 
}
code u8 buff[][32]=
{
    {0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x80,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0x1F,0xF0,0xDF,0xF7,0xDF,0xF7,0xEF,0xF7,0xEF,0xF7,0xF7,0xF7,0xF7,0xF7,0xFB,0xF7,0xFD,0xFA,0xFE,0xFD},/*"万",0*/
    {0xEF,0xFF,0xEF,0xC1,0xEF,0xDD,0x00,0xED,0xEF,0xED,0xEF,0xF5,0x81,0xED,0xEF,0xED,0xEF,0xDD,0x00,0xDD,0xEF,0xDD,0xF7,0xE9,0xF7,0xF5,0xFB,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,0xFD},/*"邦",1*/
    {0x0F,0xF0,0xEF,0xF7,0xEF,0xF7,0x0F,0xF0,0xEF,0xF7,0xEF,0xF7,0x0F,0xF0,0xDF,0xFF,0xEF,0xFF,0x07,0xC0,0xBB,0xDD,0xBD,0xDD,0xDF,0xDE,0xEF,0xDE,0x77,0xEB,0xBF,0xF7},/*"易",2*/
    {0x7F,0xFF,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x03,0xE0,0xFF,0xFB,0xBB,0xFB,0xBB,0x83,0x00,0xBD,0xBB,0xD6,0xBB,0xF7,0x83,0xF7,0xBB,0xF7,0xBB,0xEB,0x83,0xEB,0xBB,0xDD,0xFF,0xBE},/*"嵌",3*/
};
#define TIME 100 
int main()
{
    u8 i,j;
    while(1)
    {
        for(i=0;i<sizeof(buff)/sizeof(buff[0]);i++)
        {
            for(j=0;j<TIME;j++) //停留的时间
            {
               LED_DisplayData(buff[i]); //显示中文,需要循环调用
            }
            LED_Clear();  //清除显示
        }
}        
}

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关键词：
单片机led
单片机led点阵
单片机点阵
DS小龙哥
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