代码收藏家技术教程 2023-12-18

51单片机LED点阵控制原理、74HC595工作原理及字母滚动显示实验代码详解

1. 74HC595工作原理图解

2.LED点阵控制原理

3.点阵LED实验

3.1 配置74HC595代码

3.2 D点阵LED显示H

3.3 滚动LED

（1）滚动扫描图示

（2）程序代码

4.遇到奇怪的bug

1. 74HC595工作原理图解

$\overline{OE}$ ：输出使能，输入低电平允许输出，因此需要用接线帽j24让oe和地短接。(但是我普中A2的板子，不管oe接vcc还是gnd都能输出，奇了怪了，不知道是不是个例)

$\overline{SRCLK}$ ：低点平时将移位寄存器的数据清零，因此常接高电平VCC

$SRCLK$ ：上升沿时数据寄存器的数据移位。QA–>QB–>QC–>…–>QH（如果有扩展，还会移到QH'），下降沿移位寄存器数据不变

$SER$ ：串行数据输入端

$RCLK$ : 上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。

QA–QH: 八位并行输出端。

QH': 级联输出端。将它接下一个 595 的 SER 端。

要输入的数据串行的从 $SER$ 输入移位寄存器，当 $SRCLK$ 上升沿，比特数据在移位寄存器中移动(往高地址)。当 $RCLK$ 上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，最终并行的发送出Q1-QH口。

如果你需要级联（可能为了扩展更多IO口），当移位寄存器继续移位，最高位会溢出通过下一个595芯片 $SER$ 进入其移位寄存器。

2.LED点阵控制原理

LED点阵排列呈矩阵状排布，P35,P34,P36通过74HC595芯片控制每一行LED正极，P00~P07连接每一列阴极。这样连接一方面也因为该单片机芯片是弱上拉，强下拉。

一行，一列可以确定一个LED，一个时刻只能操作一行或一列上的LED，有关显示图形的（涉及多行多列’同时‘显示），可以类似数码管显示多位，在LED点阵上逐行或逐列扫描，利用电子电路的快，骗过眼睛。

3.点阵LED实验

3.1 配置74HC595代码

因为RCLK与头文件<REGX52.H>中RCLK重名，我们换一个位变量名RCK

sbit RCK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
sbit SER = P3^4;
//sbit只能在外部定义全局变量,是SFR(特殊功能寄存器)的bit

3.2 D点阵LED显示H

#include <REGX52.H>
#include <Delay1ms.H>

sbit RCK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
sbit SER = P3^4;

/*74HC595输出byte*/
void _74Hc595_WriteByte(unsigned char byte) {
	unsigned int i;

//将形参byte从高位到低位输入移位寄存器
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SER = byte&(0x80>>i);
		SRCLK = 1;//上升沿接收SER并移位
		SRCLK = 0;//复位
	}
	RCK = 1;//将移位寄存器并行发送到数据寄存器最终输出
	RCK =0;//复位
}	

/*选择在led点阵上第0列到第7列（共8列）上第Column列，根据Data二进制0/1显示led*/
void MatrixLed_ShowColumn(unsigned char Column,Data) {
	_74Hc595_WriteByte(Data);
	P0 = ~(0x80>>Column);//P0控制着选择第几列被选中
	Delay1ms(1);//太快切换会暗
	P0 = 0xFF;//消影
}
int main()
{
	SRCLK = 0;
	RCK = 0;

	while(1)
	{
        //快速的依次在八列上显示
		MatrixLed_ShowColumn(0,0x00);
		MatrixLed_ShowColumn(1,0xFF);
		MatrixLed_ShowColumn(2,0x10);
		MatrixLed_ShowColumn(3,0x10);
		MatrixLed_ShowColumn(4,0x10);
		MatrixLed_ShowColumn(5,0x10);
		MatrixLed_ShowColumn(6,0xFF);
		MatrixLed_ShowColumn(7,0x00);

	}
	
}

3.3 滚动LED

（1）滚动扫描图示

………………移动 $\rightarrow \rightarrow \rightarrow \rightarrow \rightarrow$

接下来，重新回到，同时因为前后的空白，能够不至于滚动到E后突然跳到L，而是跳到L前面空白，让滚动更平滑。

（2）程序代码

#include <REGX52.H>
#include <Delay1ms.H>

sbit RCK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
sbit SER = P3^4;

//存放要滚动字母形的每一列74HC595输出二进制状态，如上图0x行所写
unsigned char Scroll_letter[44] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xff,0x01,0x01,0x01,0x3c,0x42,0x81,0x81,0x42,0x3c,0x00,0x80,0x60,0x18,0x06,0x01,0x06,0x18,0x60,0x80,0x00,0xff,0x91,0x91,0x91,0x91,0x91,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
//可以unsigned char code Scroll_letter[44] 将该数组放到flash程序存储空间里，不占用RAM，但是这样无法更改数组
void _74Hc595_WriteByte(unsigned char byte) {
	unsigned int i;

	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SER = byte&(0x80>>i);
		SRCLK = 1;
		SRCLK = 0;
	}
	RCK = 1;
	RCK =0;
}	

void MatrixLed_ShowColumn(unsigned char Column,Data) {
	_74Hc595_WriteByte(Data);
	P0 = ~(0x80>>Column);
	Delay1ms(1);
	P0 = 0xFF;
}
int main()
{
    //偏移量，led最多显示8列，而偏移量决定显示从Scroll_letter数组那一列开始的八列
	unsigned char start_col = 0;
    //i决定显示led中八列中任何一列
    //count也是为了保证滚动平滑型
	unsigned char i,count=0;
	SRCLK = 0;
	RCK = 0;

	
	
	while(1)
	{

		for(i=0;i<8;i++)
		{
			MatrixLed_ShowColumn(i,Scroll_letter[start_col+i]);
		}
		count++;
        //让每八列停留10个count自加时间（也可以用定时器）
		if(count>10)
		{
			count = 0;
			start_col++;
		}
        //当偏移量走到能和i能把最后一个字母E都显示完，则重新滚动
		if(start_col==36)
			start_col=0;

			

	}
	
}

4.遇到奇怪的bug

/* 将第一行第一列灯点亮 */

#include <REGX52.H>
sbit RCK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
sbit SER = P3^4;

void Column1_74Hc595_WriteByte(unsigned char byte) {
	unsigned char i;
	
	P0_7 = 0;//第一列被选中，阴极赋低电平
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SER = byte&(0x80>>i);// 当byte=0x80 即 1000 0000 ，则第一行赋高电平
		SRCLK = 1;
		SRCLK = 0;
	}
	RCK = 1;
	RCK =0;
}	
int main()
{
	SRCLK = 0;
	RCK = 0;
    
    //将第一行第一列灯点亮
	Column1_74Hc595_WriteByte(0x80);
	while(1)
	{
	}
	
}

点亮了：

复位后，灭了：

/* 将第一列灯点亮 */

#include <REGX52.H>
sbit RCK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
sbit SER = P3^4;

void Column1_74Hc595_WriteByte(unsigned char byte) {
	unsigned char i;
	
	P0_7 = 0;//第一列被选中，阴极赋低电平
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SER = byte&(0x80>>i);// 当byte=0xff 即 1111 1111 ，则八行都赋高电平
		SRCLK = 1;
		SRCLK = 0;
	}
	RCK = 1;
	RCK =0;
}	
int main()
{
	SRCLK = 0;
	RCK = 0;
    
    //将第一列灯点亮
	Column1_74Hc595_WriteByte(0xff);
	while(1)
	{
	}
	
}

点亮了：