8051单片机实战分析（以STC89C52RC为例） | 09 - LED点阵显示数字

Posted 2021-07-14 Neutionwei

对于LED 8*8 点阵的驱动需要用到74HC595数字器件，不了解或者忘记的可以查看博文《74HC595秒懂》学习或者回顾一下！

1 LED点阵

LED 点阵是由发光二极管排列组成的显示器件,在我们日常生活的电器中随处可见，被广泛应用于汽车报站器，广告屏等。 通常应用较多的是 8* 8 点阵，然后使用多个 8 * 8 点阵可组成不同分辨率的 LED点阵显示屏，比如 16* 16 点阵可以使用 4 个 8* 8 点阵构成。因此理解了 8* 8LED点阵的工作原理，其他分辨率的 LED 点阵显示屏都是一样的。这里以 8* 8LED 点阵来做介绍。

工作原理：

8* 8 点阵共由 64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置 1 电平（行所接的是二极管的阳极，所以为高电平），某一列置 0 电平（列所接的是二极管的阴极极，所以为低电平），则相应的二极管就亮；如要将第一个二极管点亮，则A1 脚接高电平，K1脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第 A1 脚要接高电平，而（K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8）这些引脚接低电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第K1 脚接低电平，而（K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8）接高电平，那么第一列就会点亮。

下面我们通过给LED点阵显示一个点与显示一个数字深入理解它的使用。

2 原理图

① 8* 8 LED点阵原理图：

② 74HC595原理图（JOE排针处把OE接到GND）：

③ MCU原理图：

3 程序

① 点亮左上角第一个点：

#include "reg51.h"			 //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
#include <intrins.h>

typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;

sbit SRCLK=P3^6; //存储寄存器时钟引脚（数据输入时钟线）
sbit RCLK=P3^5; //移位寄存器时钟引脚（输出存储器锁存时钟线）
sbit SER=P3^4; //串行数据输入引脚


/*******************************************************************************
* 函数名         : Hc595SendByte(u8 dat)
* 函数功能		 : 向74HC595发送一个字节的数据
* 输入           : 无
* 输出         	 : 无
*******************************************************************************/
void Hc595SendByte(u8 dat)
{
	u8 i;
	SRCLK=0; // 初始化数据输入时钟线
	RCLK=0;	// 初始化输出存储器锁存时钟线
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SER=dat>>7; //从最高位开始发送     例：1111 0000,最高为1右移7位，最后变为1，那么最高位就保存下来
		dat<<=1; //左移移位变为次高位 ，接上一例，左移移位变为次高位，在右移7位，变为次高位

		SRCLK=1; // 从0到1给，即从低电平到高电平，给移位寄存器上升沿，数据存入移位寄存器中
		_nop_();
		_nop_();
		SRCLK=0; // 复位引脚
	}

	RCLK=1; // 移位寄存器时钟引脚加上升沿，数据并行输出
	_nop_();
	_nop_();
	RCLK=0; // 复位引脚
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{		
	Hc595SendByte(0x80); // 写入0b10000000，让D7引脚输出高电平
	P0=0x7f; // 写入0b01111111，让P07引脚输出低电平
	while(1);
}

② 在点阵上显示数字0：

#include "reg51.h"			 //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
#include <intrins.h>

typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;

sbit SRCLK=P3^6; //存储寄存器时钟引脚（数据输入时钟线）
sbit RCLK=P3^5; //移位寄存器时钟引脚（输出存储器锁存时钟线）
sbit SER=P3^4; //串行数据输入引脚

// 定义数字0的显示位置
u8 LedSeg[]={0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00};
u8 LedPos[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : delay
* 函数功能		   : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
	while(i--);	
}

/*******************************************************************************
* 函数名         : Hc595SendByte(u8 dat)
* 函数功能		 : 向74HC595发送一个字节的数据
* 输入           : 无
* 输出         	 : 无
*******************************************************************************/
void Hc595SendByte(u8 dat)
{
	u8 i;
	SRCLK=0; // 初始化数据输入时钟线
	RCLK=0;	// 初始化输出存储器锁存时钟线
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SER=dat>>7; //从最高位开始发送     例：1111 0000,最高为1右移7位，最后变为1，那么最高位就保存下来
		dat<<=1; //左移移位变为次高位 ，接上一例，左移移位变为次高位，在右移7位，变为次高位

		SRCLK=1; // 从0到1给，即从低电平到高电平，给移位寄存器上升沿，数据存入移位寄存器中
		_nop_();
		_nop_();
		SRCLK=0; // 复位引脚
	}

	RCLK=1; // 移位寄存器时钟引脚加上升沿，数据并行输出
	_nop_();
	_nop_();
	RCLK=0; // 复位引脚
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{			
	u8 i;
	while(1)
	{
		P0=0x7f; // 初始化P0口
		for(i=0;i<8;i++) //8行8列，在扫描行的同时，位选也进行，所以共8次循环
		{
			P0=LedPos[i];		  //发送位选数据，控制P0口
			Hc595SendByte(LedSeg[i]);	//发送段选数据，控制74HC595
			delay(100);		   //延时，肉眼无法观察的速度
			Hc595SendByte(0x00);  //消隐，防止给下次扫描带来影响
		}	
	}		
}