使用51单片机实现点阵汉字平滑滚动显示
使用51单片机实现点阵汉字平滑滚动显示
#说明：采用的芯片是89C51，LED点阵屏的规格是16*16，同时使用了两个74HC595芯片，字模生成软件在文末有网盘链接。
1 连接原理图
整体的电路连接如上图所示，单片机只需要使用三个IO接口，就可以实现对点阵屏的控制。当然对于不同的单片机而言连线是不同的，但是使用74HC595扩展的原理是相同的，在这里不再对于其IO扩展原理进行探究。
2 实现的功能
在51单片机以及C语言的环境下，实现LED点阵屏幕上汉字的平滑滚动，就像是公交车上显示“前方到站第二医院，下车乘客请提前做好准备”一样。我们最后显示的是“计算机测控技术”几个字，当然显示的汉字内容是自定义的。同时，设置一个按钮能够让平滑滚动的汉字可以随时停下来。
这里有两点细节需要注意一下：
1、汉字循环到最后一个时，要继续滚动出第一个汉字，而不是跳变到开头重新循环。
2、汉字滚动的时候按下按钮停止，滚动停止的时候按下按钮继续滚动，使用同一个按钮。
3 C语言程序实现
3.1 定义变量
在这里我们定义芯片P3.4、P3.5、P3.6 三个接口为输出IO接口，P2.7为接开关控制的IO接口。同时定义一个大数组储存所有汉字对应的取模16进制码，一个小数组用于表示现在屏幕上所需显示的汉字。
#include 3.2 点阵显示函数
由于使用595进行了接口扩展，首先编写行显示函数LED_line，接着再编写汉字显示函数LED_array，>>和<<这两个符号是二进制移位符号。
void delay(u16 i) //延时函数，很普通
{
while (i--);
}
//行显示函数： LED_line （字节1 1 ，字节2 2 ，行号)
void LED_line(u8 ledata1, u8 ledata2, u8 line_num)
{
u8 b_num, i;
u8 REG595[4]; // 发送到595的四个字节。
REG595[0] = ledata2; REG595[1] = ledata1;
if (line_num<8) {
REG595[2] = 0;
REG595[3] = 0x01 << line_num;
}
else {
REG595[2] = 0x01 << (line_num - 8);
REG595[3] = 0;
}
SRCLK = 1; // 移位准备
RCLK = 1; //输出准备
for (b_num = 0; b_num<4; b_num++) { // 向595发送四个字节
for (i = 0; i<8; i++) { //发送8位数
SER = REG595[b_num] >> 7; //从最高位开始发送
REG595[b_num] <<= 1;
SRCLK = 0;
SRCLK = 1; //移位寄存器时序，低电平准备，高电平有效
}
}
RCLK = 0; // 存储寄存器时序，低电平准备，高电平有效，四个字节同时发出
RCLK = 1;
}
void LED_array(u8 word[], u16 t_delay) //汉字显示函数
{
u8 i;
while (t_delay--) {
for (i = 0; i<16; i++) { // 逐行显示
LED_line(~word[i * 2], ~word[i * 2 + 1], i);
}
}
}
3.3 平滑滚动
通过上面的内容，我们只要调用LED_array函数，正确传参后就可以在LED点阵屏上显示我们想要显示的内容了。实现平滑滚动才是本文的关键，主函数的算法流程图如下所示：
总的来说，就是使用小数组（now）在大数组（word）中一步步移动的方法，在算法与数据结构里，我们往往把这种方法叫做滑动窗口法。在汉字取模软件中生成的16进制数，每两个一组代表LED点阵上的一行灯的亮灭。这也不难理解，因为一行是16个LED灯，一个两位16进制数刚好可以表示8个2进制数，所以两个两位16进制数控制一行。因此，我们滑动窗口每次移动2个两位16进制数。
void main() //主函数
{
u16 i, j;
for(j=0;;j++){ //在这里不使用while循环是因为while循环显示输出不稳定
//每次赋给now的值都后移两位，显示出来就是点阵一行行地变化
for (i=0;i<32;i++){ //对now中32个位置，每个位置都赋值
/*将需要实时显示的内容放到实时数组now中去，同时使用对数组最大数224取余实现循环平滑滚动*/
now[i] = word[(i+(2*j))%224];
}
LED_array(now, 10); //调用汉字显示函数，依次显示now中内容
delay(300); //延迟后进行下一循环
if(stopscreen==0){ //按键防抖设计
delay(50);
if(stopscreen==0){
while(1){ //按第一下开关停止平滑滚动
LED_array(now, 10);
if(stopscreen==0){ //按键防抖设计
delay(50);
if(stopscreen==0){
break; //按第二下开关继续平滑滚动
}
}
}
}
}
}
}
4 总结
清楚了LED点阵屏显示的原理，我们可以设计LED点阵屏的多种显示方式，甚至可以做出动画片、游戏等。
字模生成软件百度云：链接：https://pan.baidu.com/s/1OwK_L_aDjWas5LF_MuULmQ
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