单片机学习笔记---LED点阵屏显示图形动画

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LED点阵屏显示图形

LED点阵屏显示动画

最后补充

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上一节我们讲了点阵屏的工作原理，这节开始代码演示！

前面我们已经说了74HC595模块也提供了8个LED，当我们不使用点阵屏的时候也可以单独使用74HC595，这8个LED可以用来测试74HC595。

那接下来我们可以先不使用点阵屏，先用这8个LED来测试一下74HC595。

LED点阵屏显示图形

新创建一个工程：LED点阵屏显示图形。

写上框架

接下来先补充几个关键词的介绍：

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。

“&=”一般用于对某一位清零

“|=”一般用于对某一位置1

“^=”异或等于，一般用于对某一位取反，不一样就置1，一样就置0。异或这个用的比较少。

为什么要补充这几个关键词的介绍呢？是因为我们接下来要操作P35等三个引脚，但是为了方便操作，我们想要对这三个引脚重新命名，所以我们就要使用重命名的方法。

比如我们要重新命名P3的第五位，可以这样写

这样我们之后操作RCLK就等于操作P3的第5位

但是由于RLCK已经被头文件定义过了，所以我们不能重复定义，所以把这三个引脚都重新命名为：

不同的人对同一个引脚的命名也不一样，所以今后在芯片手册上要注意对应。

接下来我们写一个子函数，它的作用是将参数传过来的数据给写入那8个引脚，相当于给那8个引脚赋值。

由于推进来的第一位是要赋值给QH的，所以我们要先将参数的字节的最高位取出来

PS：SER是一位数据，如果将8位数据赋给它的话，非0即1

按照上一篇博客讲的工作原理，接下来要先给SERCLK初始化，

然后再给它一个高电平（上升沿），

SER过来的数据在移位寄存器中下降一位之后再将SERCLK清零，为下一次移位做准备。

到这里Byte的最高位已经操作完毕，接下来是移动次高位

同理，其他位也是这样操作，如此循环，我们可以用一个for循环语句

移完8位数据后，要输出就得先初始化RCLK锁存数据，

然后给它一个上升沿，

最后同时输出8位数据后，给它清零

这样操作完后，就能把8位数据送到IO口上了。

最后我们调用这个子函数测试一下

最后整个代码是这样的

编译无错误后看一下效果

的确这八个LED一半亮一半灭

测试74HC595完毕，接下来我们就开始实际操作点阵屏

我们会用到Delay函数的代码，所以要添加进本节的工程文件中。

由于点阵屏的操作和数码管的操作类似，所以我可以参照数码管的那一节代码。

这是我们之前写一个数码管的子函数，location表示它显示的位置，Number表示显示的段码

同理，我们把点阵屏的每一列看成location，每一行看成是段码

那么我们要添加一个子函数，column表示列，data表示行的数据

然后我们在这里先调用一下行的数据

然后要选择列的数据

这样写表示如果用户选的是第0列，也就是P07列，

那么就让P07=0，其他位等于1，所以就取反0x80=0111 1111

如果选P06=0，要如此循环写if语句，我们可以用另一种写法避免重复写if语句

然后调用一下这个函数

完整代码：

编译无错误测试一下

的确是第0列，行显示亮灭亮灭。

如果想要进行扫描的话，也需要进行消影，和数码管的操作类似（之前我们说数码管进行段选-位选-段选-位选-段选-位选的过程中，刚把下一位段选送入的时候，它会把这个段选送到上一位选，因为上一位的位选还没来得及改变，产生串位的现象，也就是残影的问题）

那么我们需要加一个过程，就是位选后，位选清零。

于是就变成段选-位选-位清零-段选-位选--位清零-段选-位选

顺便加一段延时过程

段选-位选-延时-位清零-段选-位选-延时-位清零-段选-位选

这样即使它发生串位也是串到了位清零的时刻，但是位清零什么都没有显示，这样就能达到消影的效果。

但是这样的结果是它执行一次就会马上灭掉，所以我们把调用放在while循环里面让它循环执行。

这样我们还可以显示多位了，比如让它显示一条对角的斜线

如果我们想要想让显示一个笑脸的话，可以先把效果脸的图画在一个表格中

上图画1的位置点亮，其他不亮

我们要一列一列的进行扫描，把每一列的数据转换成16进制

每一列的数据转换好之后写进去

效果

成功显示了一个笑脸

然后我们对这个代码进行一下优化

重定义一下P0

然后把我们程序中的所有P0口改成MATRIX_LED_PORT

增加这行代码的意义在于当我们用不同开发板（有可能不同引脚）运行程序时，我们只需要修改#define MATRIX_LED_PORT P0后面的P0就行，而无需逐个修改整个程序中的P0。

优化后的代码加上注释：

PS: void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data)这个子函数这里给1为亮，0为灭是因为：

根据点阵屏的原理图，列是把每列LED的阴极连在一起，行是把每行LED的阳极两在一起，当阴极（列）给0，阳极（行）给1的时候，对应的LED才会亮）

因此段选==选择行给了低电平之后，位选==选择列就要给高电平1才能让对应的LED亮。

第一个代码演示完毕，源码放在评论区了，自取！

LED点阵屏显示动画

接下来我们演示第二个示例代码：显示动画

把第一个代码演示的工程文件复制一份，打开后改造并把程序模块化一下

main.c

MatrixLED.c

MatrixLED.h

然后接下来我们来写显示动画

比如我们想要显示一串字符“Hello！”然后让它向左流动。

那么我们先要存一个数组，这个数组存的是一长条的整幅动画，就是8*32或者更多。

接下来我们介绍一个辅助工具：文字取模软件

这个软件可以自动帮我们数据给提出来

首先要新建图像

填上宽度和高度32*8，点击确定后创建好一个区域

放大格点

参数设置，其他选项

纵向取模，确定

然后在这里我们可以手动地画一下我们要显示的东西

字幕画好了之后

然后我们先控制前八个显示，依次往后移动，然后字幕就能在屏幕上流动

取模方式，C51格式，下面就显示出来了我们的数据

直接把这个数据复制过来，放进我们定义好的数组里面

这个数组内每一个元素分别表示每一列的数据

然后我们需要定义数组元素的下标

然后用一个for循环让它循环流动显示每一列的数据

然后我们需要定义一个变量offset表示偏移量。

我们一开始一个for循环显示完8个元素（0~7号元素），也就是动画第一帧结束。

i+offset就让它从第二个元素开始显示起（1~8号元素），也就是动画的第二帧。每次+offset就从下一位循环起，如此反复每一次都把起始位置移一下，就形成了动画的很多帧。

然后我们还需要定义一个Count，每扫描一次后就+1，扫描10次的话相当于延时了（因为每一帧让它循环显示10遍，这样做的目的是让前一帧动画显示的时间长一点，为了避免下一帧动画显示时把前一帧动画给覆盖掉，显示10遍的话即使下一帧动画来覆盖也不可能完全覆盖掉前一帧动画）

Offset一直在加，当它加到头的时候溢出数组了，所以后面就产生乱码

为了防止数组溢出，再加一个if语句

但是这样写的话当它执行完所有帧的时候它会直接跳回到第一帧，这样显得比较突兀，我们可以在数组第一个元素前再加8个元素0x00（刚好等于一帧动画），然后最后一个元素后面也加8个元素0x00，这样就相当于第一帧动画前加一帧空白帧，最后一帧动画后面也加一帧空白帧，让最后一帧动画和第一帧动画能对接上，这样字幕播放就是流畅的，不会出现最后一帧动画播放完后立马又闪现出第一帧的动画的现象！

然后这里改成32

但是这样写还有一个问题就是播放最后一帧动画显示感叹号的时候，感觉突然消失了

我们可以再改成40，也就是让屏幕显示完40个数据（前五帧）后再对offset清零，这样就能让最后一个感叹号显示完之后显示一个空白帧然后再对offset清零，进入第二轮字幕播放。

最后主程序的代码如下：

效果请看视频：

用点阵屏做的流动字幕

最后补充

如果想要用点阵屏做一个逐帧动画也是可以的，可以自己琢磨在这个程序的基础上改。

还要说明一点：如果想要设置更长的动画的话，就在数组里面去更多的数据，就可以显示不同的动画。但是这个数组元素是否能无限加呢？不能！如果数据过多的时候，单片机的RAM就不够，因为我们这个数组的数据其实是存放在RAM里面的。

单片机有两种存储，一种是程序运行时的暂存器叫RAM，另一种是放在Flash里面的程序存储器（持续空间会大一些）。

而且这个数组里面的数据一般不需要改变其中的值，所以放在RAM里面会很浪费内存，所以我们一般把它放在flash里面。

怎么放在flash里面呢？需要在这里加一个关键字code，加上这个关键字后，数组里面的数据就会放在flash里面。

但是如果将这个数组放在code里面有个不好的地方就是这个数组不能更改了。如果尝试将数组中的某个元素重新赋值，程序就会报错。

以上就是本节的全部内容，源码已经放在评论区，如有问题可在评论区留言。