单片技术实践 3

工作模块4---LED点阵屏显示控制

情境导入

每当走进商场、超市、银行、酒店时，都会看到广告类的电子大屏幕，显示文字或者图片，非常显眼，这就是LED点阵屏，简称LED屏。随着科技的发展，LED屏成为信息传播、新闻发布、广告宣传等领域最为常见的显示媒体。内容图谱任务描述

某电子科技有限公司接到一批订单，使用LED屏显示数字、字母和几个简单的汉字。现经过开发团队决策，考虑安装尺寸和物料成本，决定使用8×8LED屏，通过单片机控制其显示，调试阶段先显示汉字“正”，请设计电路原理图，编写程序，并仿真功能。初级能力：实现单片机控制8×8LED屏显示一个字符的功能。高级能力：能够实现8×8LED屏的滚动显示字符的功能。执行思路实施过程实施过程ProteusISIS设计电路原理图表4-1仿真电路元件明细序号元件名称元件型号元件参数1LED屏MATRIX-8x8-RED

2双向总线驱动器74LS245

实施过程4-1-1绘制原理图重点——绘制总线及分支74HC245数字芯片引脚图实施过程

第1脚DIR（T/R），为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。

第2~9脚，第11~18脚“A”信号输入输出端，如果IR=“1”OE=“0”则A1输入B1输出，如果DIR=“0”OE=“0”则B1输入A1输出。

第19脚OE，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。

知识链接4-1LED屏结构LED显示屏最常见的是8×8（8行8列）的。内部的每一个点都是一个发光二极管。LED点阵屏有两个类型，一类为共阴极如图，在共阴极端输入有效电平0时某个点位的LED灯就具备了点亮的条件。知识链接4-1LED屏结构另一类则为共阳极，如图4.11（b），在共阳极端输入有效电平1时，某个点位的LED灯就具备了点亮的条件。知识链接

LED显示屏的基本工作原理是动态扫描。显示方式是按显示编码的顺序，一行一行地显示。每一行的显示时间大约为4ms,由于人类的视觉暂留现象，将感觉到8行LED灯是在同时显示的。若显示的时间太短，则亮度不够，若显示的时间太长，将会感觉到闪烁。任务4-1采用低电平逐行（P1）扫描，高电平（P2）输出显示信号。即轮流给行信号输出低电平，在任意时刻只有一行发光二极管是处于可以被点亮的状态

，其它行都处于熄灭状态。知识链接实施过程LED屏的显示控制//任务4-1LED屏8x8显示“正”字程序#include<reg51.h>

//头文件,含51单片机的专用寄存器#include<intrins.h>

//头文件，含循环位移函数#defineucharunsignedchar

//定义常量uchar#defineuintunsignedint

//定义常量uintucharcodedisled[]={0x00,0x7e,0x08,0x08,0x7a,0x0a,0x0a,0x7e};//“正”字模voiddelay(unsignedinti)//

具体语句见任务2-2

voidmain()

//主函数{uchari,w;

while(1)

{w=0xfe;

for(i=0;i<8;i++)

//变量i，循环10次

{P2=disled[i];//P2高电平有效,P27在右边

P1=w;

//P1低电平有效，P17在下边

delay(2);

//延时2ms

w=_crol_(w,1);

//循环左移函数P1=0xff;

//关显示delay(2);}}}任务4-216×16LED屏显示控制某届电子设计大赛有这样一个题目，设计并制作一个LED线阵显示装置，利用视觉暂留现象，在某个区域内显示不少于3个16×16LED屏点阵的图形或文字。分析题目，其中一块基础知识和技能是16×16LED屏的显示。现通过单片机控制16×16LED屏的显示，调试阶段先显示汉字“单”，请设计电路原理图，编写程序，并仿真功能。初级能力：实现单片机控制16×16LED屏显示汉字的功能。高级能力：能够实现16×16LED屏的交替显示汉字的功能。任务描述任务4-216×16LED屏显示控制单片机MCU16×16LED模块电源电路时钟电路复位电路列驱动电路行驱动电路

执行思路任务4-216×16LED屏电路图任务4-216×16LED屏电路图序号元件名称元件型号元件参数1LED屏MATRIX-8x8-RED

2双向总线驱动器74HC595实施过程4-2-2“单”显示程序//16×16LED屏显示控制参考程序#include"reg51.h"//头文件，定义51的专用寄存器#include<intrins.h>//头文件，包含_nop_空操作指令/************定义可寻址位********************/sbitLED138_D=P1^3;//定义可寻址位，串行数据高位sbitLED138_C=P1^2;sbitLED138_B=P1^1;sbitLED138_A=P1^0;//定义可寻址位，串行数据低位sbitLED138_G=P1^4;//低电平有效的使能控制端sbitLED595_DAT=P2^1;//595芯片的DS段，传输数据sbitLED595_CLK=P2^0;//移位寄存器时钟信号SH_CPsbitLED595_LCK=P2^2;//存储寄存器时钟信号ST_CPsbitwei=P2^3; //位处理信号实施过程/************函数声明********************/voidsend(unsignedchardat);//发送数据函数voidscan_Line(unsignedcharm);//行扫描函数voiddelay(unsignedintn); //延时函数voidscan_Key(); //键扫描函数voiddisplay(unsignedchardat[][32]);//字模数组unsignedchardisplay_buffer[2]; //缓冲数组unsignedcharcodeWord1[1][32]={0x10,0x10,0x08,0x20,0x04,0x40,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00};//*"单"voidmain(){ while(1) {display(Word1);//显示汉字 }}实施过程voiddelay(unsignedintn)//延时函数，时基是1ms{unsignedintj,k;for(j=0;j<n;j++)for(k=0;k<125;k++);}voiddisplay(unsignedchardat[][32])//16x16汉字显示函数

{ unsignedchari=0; for(i=0;i<16;i++)//循环16次 {scan_Line(i);//扫描16行 display_buffer[0]=dat[0][i*2];//送第一个字模字节到缓冲数组 display_buffer[1]=dat[0][i*2+1];//送第二个字模字节到缓冲数组send(display_buffer[1]);//发送字模数据send(display_buffer[0]);//发送字模数据，完成第一行显示 if((display_buffer[0]&0x80)==0x80){wei=1;} else{wei=0;} //提高显示效果 LED595_LCK=0; //产生上升沿时序 _nop_(); LED595_LCK=1; //发送存储数据到LED屏 _nop_(); LED138_G=1; //更新数据时候关闭显示 _nop_();LED138_G=0;//开启数据传输 delay(2); }}

实施过程voidScan_Line(unsignedcharm)//行扫描函数，m为行号{ switch(m){case0:LED138_D=0;LED138_C=0;LED138_B=0;LED138_A=0;break; case1:LED138_D=0;LED138_C=0;LED138_B=0;LED138_A=1;break; case2:LED138_D=0;LED138_C=0;LED138_B=1;LED138_A=0;break; case3:LED138_D=0;LED138_C=0;LED138_B=1;LED138_A=1;break; case4:LED138_D=0;LED138_C=1;LED138_B=0;LED138_A=0;break; case5:LED138_D=0;LED138_C=1;LED138_B=0;LED138_A=1;break; case6:LED138_D=0;LED138_C=1;LED138_B=1;LED138_A=0;break; case7:LED138_D=0;LED138_C=1;LED138_B=1;LED138_A=1;break; case8:LED138_D=1;LED138_C=0;LED138_B=0;LED138_A=0;break;

case9:LED138_D=1;LED138_C=0;LED138_B=0;LED138_A=1;break;

case10:LED138_D=1;LED138_C=0;LED138_B=1;LED138_A=0;break;

case11:LED138_D=1;LED138_C=0;LED138_B=1;LED138_A=1;break;

case12:LED138_D=1;LED138_C=1;LED138_B=0;LED138_A=0;break;

case13:LED138_D=1;LED138_C=1;LED138_B=0;LED138_A=1;break;

case14:LED138_D=1;LED138_C=1;LED138_B=1;LED138_A=0;break;

case15:LED138_D=1;LED138_C=1;LED138_B=1;LED138_A=1;break;

default:break;

}}实施过程voidsend(unsignedchardat)//发送数据{

unsignedchari;

for(i=0;i<8;i++)

{

if(dat&0x01)//移位最低一位数据

{LED595_DAT=1;}//接受到1

else

{LED595_DAT=0;}//接受到0

LED595_CLK=1;//上升沿数据移位

_nop_();

LED59