基于C語言的MCS-51單片機教程 課件 2項目3：LED點陣廣告牌的設(shè)計與制作

項目3：

LED點陣廣告牌的設(shè)計與制作項目的目標及任務(wù)1．項目目標掌握單片機的串口的原理。掌握利用74HC595和單片機的串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串轉(zhuǎn)并。掌握利用單片機控制LED點陣顯示屏符號的顯示。2．項目任務(wù)基于單片機的LED點陣廣告牌功能要求：利用單片機的串口，實現(xiàn)16X16LED點陣上滾動顯示漢字。任務(wù)1：8×8的LED點陣顯示

一、LED點陣屏的結(jié)構(gòu)和顯示原理LED點陣顯示器是把很多LED發(fā)光二極管按矩陣方式排列在一起，通過對每個LED進行發(fā)光控制，完成各種字符或圖形的顯示。最常見的LED點陣顯示模塊有5×7（5列7行），7×9（7列9行），8×8（8列8行）結(jié)構(gòu)。LED點陣由一個一個的點（LED發(fā)光二極管）組成，總點數(shù)為行數(shù)與列數(shù)之積，引腳數(shù)為行數(shù)與列數(shù)之和。1、8*8點陣的外部結(jié)構(gòu)及引腳排布2、8*8點陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

共陰極LDM1088AX共陽極LDM1088BX3、LED點陣引腳的測試方法

①用機械式萬用表測試管腳的方法。把萬用表撥到電阻檔×10，先用黑表筆（極性為+）隨意選擇一個引腳，紅表筆碰余下的引腳，看點陣有沒發(fā)光，沒發(fā)光就用黑色探針再選擇一個引腳，紅色探針碰余下的引腳，當(dāng)點陣發(fā)光，則這時黑色探針接觸的那個引腳為正極，紅色探針碰到就發(fā)光的7個引腳為負極，剩下的6個引腳為正極。②用數(shù)字萬用表的測試方法：把萬用表功能開關(guān)撥到發(fā)光二極管檔，將紅表筆插入

"HzVm

插孔，黑表筆插入

"COM"插孔，紅表筆極性為"+"，黑表筆極性為"-"，若萬用表有讀數(shù)，同時發(fā)光二極管會發(fā)光，則此時紅表筆所測端為二極管的正極，如果被測二極管開路或極性接反，顯示屏將示

"OL"。提示：當(dāng)測量在線二極管時，測量前必須斷開電源，并將相關(guān)的電容放電。4、判定LED點陣模塊引腳編號

先把器件的引腳正負分布情況記下來，正極（行）用數(shù)字表示，負極（列）用字母表示，先定負極引腳編號，黑色探針選定一個正極引腳，紅色點負極引腳，看是第幾列的二極管發(fā)光，第一列就在引腳寫A，第二列就在引腳寫B(tài)，第三列......以此類推。這樣就點陣的一半引腳都編號了。剩下的正極引腳用同樣的方法，第一行的亮就在引腳標1，第二行就在引腳標2，第三行......5、動態(tài)掃描的原理分析

LED點陣的顯示過程以用動態(tài)掃描法，有逐線陰極掃描和逐線陽極掃描兩種。1）行掃描：一行一行的輪流顯示，具體如下：先給ROW1行的行控制線送有效電平，其他行送無效電平，控制只可能ROW1行上的發(fā)光管亮，把列控制數(shù)據(jù)送給L0~L7，控制ROW1行上的哪些發(fā)光管亮；延時1~3ms后，再給ROW2行的行控制線送有效電平，其他行送無效電平，控制只可能ROW2行上的發(fā)光管亮，把列控制數(shù)據(jù)送COL1~COL8，控制ROW2行上的哪些發(fā)光管亮；延時1~3ms后……最后給ROW8行的行控制線送有效電平，其他行送無效電平，控制只可能ROW8行上的發(fā)光管亮，把列控制數(shù)據(jù)送給COL1~COL8，控制ROW8行上的哪些發(fā)光管亮；延時1~3ms，如此反復(fù)。2）列掃描：同上原理一樣，唯一不同的就是它是按列輪流顯示。行與行之間的延時為行周期，所有行掃描完為場周期，行周期和場周期的時間是多少呢？場周期的時間不超過人的視覺暫留時間,取20ms為場周期，行周期為20ms/8，取1~3ms。時間短了，會重影或全亮，時間長了會閃爍。任務(wù)實施舉例:心形圖形1234567812345678方案一：單片機I/O直接控制參考程序：#include<reg51.h>unsignedchartable1[16][2]={0xfe,0x1c,0xfd,0x3e,0xfb,0x7e,0xf7,0xfc,0xef,0xfc,0xdf,0x7e,0xbf,0x3e,0x7f,0x1c};unsignedchartable2[8][2]={0xfe,0x00,0xfd,0x18,0xfb,0x3c,0xf7,0x78,0xef,0x78,0xdf,0x3c,0xbf,0x18,0x7f,0x00};unsignedint

i,j;voidmain(){ TMOD=0x01; TH0=0xfc; TL0=0x18; TR0=1; EA=1; ET0=1; P0=0xff; P1=0x00; while(1); }voidt0_inter()interrupt1{ TH0=0xfc; TL0=0x18; P0=table1[i][0]; P1=table1[i][1]; i=i+1;

if(i==8)i=0;

}方案二：單片機串口控制補充知識：1、串行通信的相關(guān)知識；2、51單片機的串行口；3、數(shù)據(jù)的串行并行轉(zhuǎn)換；1、串行通信的相關(guān)知識計算機通信是計算機技術(shù)和通信技術(shù)的相結(jié)合，完成計算機與外部設(shè)備或計算機與計算機之間的信息交換?？梢苑譃閮纱箢悾翰⑿型ㄐ排c串行通信。并行通信通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時進行傳送。并行通信控制簡單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長距離傳送時成本高且接收方的各位同時接收存在困難。

串行通信是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個地傳送。串行通信的特點：傳輸線少，長距離傳送時成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。

串行通信的傳輸方向單工：通訊的A方只能送，而B方只能接收——廣播式。例如：除了用于遠程通信外，系統(tǒng)內(nèi)部單片機以串行方式接收外圍芯片（ADC）的數(shù)據(jù)；或者控制外圍芯片（DAC、LCD等）工作。發(fā)送方A接收方BTXDRXD串行通信的傳輸方向半雙工 在某一時刻A方只能發(fā)送，B方只能接收；而在另一時刻B方只能發(fā)送，A方只能接收——對講機模式。例如：除了用于遠程通信外，系統(tǒng)內(nèi)部單片機與串行接口的RAM、E2PROM之間的數(shù)據(jù)交換。發(fā)送方A接收方BTXDRXDTXDRXD串行通信的傳輸方向全雙工：A、B雙方可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)——手機模式。例如：兩臺單片機系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)串行交換。發(fā)送方A接收方BTXDRXDTXDRXD2、51單片機的串行口具有一個“全雙工”的通訊能力串行接口。 其中：P3.0端口作RXD——數(shù)據(jù)接收端；

P3.1端口作TXD——數(shù)據(jù)發(fā)送端。與串行口相關(guān)的SFR有：1、SBUF---數(shù)據(jù)緩沖寄存器(存放發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)）2、

SCON---串口控制寄存器（設(shè)定串行接口工作模式、表征串口的工作狀態(tài)）3.PCON---電源及波特率選擇寄存器（使波特率加倍）數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF在MCS-51的串行口電路中，SBUF是用來存放發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的兩個物理上獨立的數(shù)據(jù)緩沖寄存器,但地址都是99H。那單片機如何知道什么時候是發(fā)送數(shù)據(jù)？什么時候是接收數(shù)據(jù)呢？---通過對SBUF的讀、寫語句來區(qū)分，如下：如果單片機要從串口輸出數(shù)據(jù)，就向SBUF寫數(shù)據(jù)，SBUF便是發(fā)送緩沖器：

SBUF=send；如果單片機要從串口輸入數(shù)據(jù)，就從SBUF讀數(shù)據(jù)，SBUF便是接收緩沖器：

receive=SBUF；由于發(fā)送SBUF與接收SBUF是兩個獨立的緩沖器，所以51串行口是一個可以同時發(fā)送與接收的“全雙工”接口。接收SBUF移位寄存器發(fā)送SBUF移位寄存器內(nèi)部總線CPUMCS-51RXDP3.0TXDP3.1串行口控制寄存器SCON用于設(shè)定串行接口工作模式、表征串口的工作狀態(tài)的特殊功能寄存器；在SFR中的地址為98H；這是一個可以按位尋址的SFR。SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRID7D6D5D4D3D2D1D0SCON寄存器1、SM0SM1：工作方式選擇位。SM0SM1模式功能波特率000同步移位寄存器Fosc/1201110位UART可變10211位UARTFosc/64或/3211311位UART可變UART：UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用異步接收/發(fā)送器。

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRID7D6D5D4D3D2D1D02、SM2：

多機通信控制位。用于方式2和方式3中。3、REN：允許接收控制位。若軟件置REN=1時，則啟動串口接收數(shù)據(jù)；若軟件置REN=0，則禁止接收。SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRID7D6D5D4D3D2D1D05：RB8：在方式2或方式3中是接收到數(shù)據(jù)的第9位，作為奇偶校驗位或地址/數(shù)據(jù)幀的標志位。在方式1時，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。4：TB8：在方式2或方式3中是發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位，可以用軟件規(guī)定其作用?？梢宰鳛槠媾夹ｒ炍换虻刂?數(shù)據(jù)幀的標志位。SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRID7D6D5D4D3D2D1D06、TI、RI:發(fā)送、接收完成中斷標志位TI

:發(fā)送中斷標志位。發(fā)送完成由硬件使TI置1，向CPU發(fā)送中斷申請，在中斷服務(wù)程序中必須軟件清零，取消此中斷申請。RI

:接收中斷標志位。接收完成由硬件使RI置1，向CPU發(fā)送中斷申請，在中斷服務(wù)程序中必須軟件清零，取消此中斷申請。D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI電源及波特率選擇寄存器PCON

PCON主要是為CHMOS型單片機的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，字節(jié)地址為87H，不可以位尋址。在HMOS的AT89C51單片機中，PCON除了最高位以外其它位都是虛設(shè)的。PCON(87H)

與串行通信有關(guān)的只有SMOD位。SMOD為波特率選擇位。在方式1、2和3時，串行通信的波特率與SMOD有關(guān)。當(dāng)SMOD=1時，通信波特率乘2，當(dāng)SMOD=0時，波特率不變。3、數(shù)據(jù)的串行并行轉(zhuǎn)換串行口的工作方式0串行口工作方式0：同步移位寄存器模式。特點:B=fosc/12。在這種模式下數(shù)據(jù)由RXD（P3.0）引腳輸入或輸出;

同步移位脈沖由TXD（P3.1）引腳輸出。發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)為8位。在移位過程中，先移數(shù)據(jù)的低位D0。

MCS-51RXDTXDData外部移位寄存器cp移位脈沖串行數(shù)據(jù)并行的數(shù)據(jù)(8位)主要功能:擴展并行輸入或輸出口。74HC595芯片的介紹74HC595方案二的硬件仿真電路圖#include<reg51.h>/******************************大心形圖形的編碼每行：左邊元素為列，右邊元素為行編碼*******************************/unsignedchartable[8][2]={ 0xfe,0x1c,

0xfd,0x3e, 0xfb,0x7e, 0xf7,0xfc, 0xef,0xfc, 0xdf,0x7e, 0xbf,0x3e,

0x7f,0x1c,};sbitlatch=P3^2;unsignedchari,j;voidmain(){SCON=0x00; TMOD=0x01; TH0=0xfc; TL0=0x18; TR0=1; EA=1; ET0=1; while(1) { SBUF=table[i][1];

while(TI==0); TI=0; SBUF=table[i][0];

while(TI==0); TI=0; latch=0; latch=1; } }voidt0_inter()interrupt1{ TH0=0xfc; TL0=0x18; i++;

if(i==8)i=0;}任務(wù)2：16X16LED點陣上穩(wěn)定顯示漢字

最高位1234567891011121314151612345678910111213141516最低位最高位最低位同的字符編碼{0x00,0x00,0xFE,0xFF,0x02,0x00,0x12,0x00,0x92,0x0F,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x0F,0x12,0x40,0x02,0x80,0xFE,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00}#include<reg51.h>voidsend_data(unsignedchartimes);unsignedchartimes=0;/*unsignedcharcodelie[]={0xfe,0xff,0xfd,0xff,0xfb,0xff,0xf7,0xff,0xef,0xff,0xdf,0xff,0xbf,0xff,0x7f,0xff,0xff,0xfe,0xff,0xfd,0xff,0xfb,0xff,0xf7,0xff,0xef,0xff,0xdf,0xff,0xbf,0xff,0x7f,};*/unsignedcharcodelie[]={0xff,0x7f,0xff,0xbf,0xff,0xdf,0xff,0xef,0xff,0xf7,0xff,0xfb,0xff,0xfd,0xff,0xfe,0x7f,0xff,0xbf,0xff,0xdf,0xff,0xef,0xff,0xf7,0xff,0xfb,0xff,0xfd,0xff,0xfe,0xff,};unsignedcharcodehang[]={0x00,0x00,0xFE,0xFF,0x02,0x00,0x12,0x00,0x92,0x0F,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x0F,0x12,0x40,0x02,0x80,0xFE,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00};sbitlatch=P3^2;voidmain(void){ TMOD=0x01; TH0=(65536-1250)/256; //20/16ms TL0=(65536-1250)%256; TR0=1; EA=1; ET0=1; while(1);}voidT0_int(void)interrupt1{ TH0=(65536-1250)/256; //20/16ms TL0=(65536-1250)%256;

send_data(times); times++;

if(times==16)times=0; //times&=15;}voidsend_data(unsignedchartimes){ SBUF=lie[times*2];

while(TI==0); TI=0; SBUF=lie[times*2+1];

while(TI==0); TI=0; SBUF=hang[times*2];

while(TI==0); TI=0; SBUF=hang[times*2+1];

while(TI==0); TI=0;latch=0; latch=1;}任務(wù)3：16X16LED點陣上滾動顯示漢字

#include<reg51.h>unsignedcharcodelie[]={0xff,0x7f,0xff,0xbf,0xff,0xdf,0xff,0xef,0xff,0xf7,0xff,0xfb,0xff,0xfd,0xff,0xfe,0x7f,0xff,0xbf,0xff,0xdf,0xff,0xef,0xff,0xf7,0xff,0xfb,0xff,0xfd,0xff,0xfe,0xff};unsignedcharcodehang[]={0x00,0x00,0xFE,0xFF,0x02,0x00,0x12,0x00,//“同”的行編碼0x92,0x0F,0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x08,//“同”的行編碼0x92,0x08,0x92,0x08,0x92,0x0F,0x12,0x40,//“同”的行編碼0x02,0x80,0xFE,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,//“同”的行編碼0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};sbitlatch=P3^2;voidmain(void){SCON=0x00;TMOD=0x0