3.7 51单片机-LED 16*16点阵

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DS小龙哥 发表于 2021/12/09 23:05:04 2021/12/09
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【摘要】 3.7 LED 16*16点阵 3.7.1 点阵原理图 图3-7-1 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 图3-7-2  图3-7-3 8*8的点阵原理图 从上面LED点阵原理图中看出，点阵里的...

3.7 LED 16*16点阵

3.7.1 点阵原理图

图3-7-1

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

图3-7-2 

图3-7-3 8*8的点阵原理图

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。

 图3-7-4 二极管

 图3-7-5 发光二极管

图3-7-6 二极管电路图

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。

图3-7-7 16*16LED点阵

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：

图3-7-8 

 

图3-7-9 

 

图3-7-10 HC595管脚功能图 

 

图3-7-11 HC595真值表

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。


      #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。

图3-7-12 

 

图3-7-13

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
          }
      }

图3-7-14

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
              }
      }
      }

文章来源: xiaolong.blog.csdn.net，作者：DS小龙哥，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：xiaolong.blog.csdn.net/article/details/121017014

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