STC89C52控制74HC595,74HC138双色16x16点阵屏循环显示汉字
简介
常见的LED点阵除了使用MAX7219, 还有一部分是使用74HC595, 前者能主动刷新, 后者需要上位机主动扫描刷新.
手里这块是德飞莱的16x16LED点阵模块, 板上印的型号LY-LED16x16B V2.0, 这个型号有两种配置, 单色或者双色. 双色多一个IO口用于控制另一个颜色. 下图是板子背面, 这个是单色的配置, 有几个焊盘是空的, 8x8LED的引脚也有部分是空的.
运行机制
LED点阵的显示主要是通过74HC595和74HC138这两个逻辑芯片
74HC138 译码器/decoder
74HC138接受3位二进制地址输入(A0, A1, A2), 当使能时提供8个互斥的低有效输出(Y0至Y7). 在这个模块中, 74HC138负责行扫描, 每次扫描其中一行, 行的位置由ABCD这4个脚控制, 对应了两片74HC138, 每片控制8个行, 通过P0.0-P0.3, 可以对指定的行拉低电平.
通信方式是直接通过IO高低电平控制.
74HC595 8位移位寄存器输出锁存器
74HC595是一个串行输入, 并行输出的移位寄存器, 包含一个串行移位输入(Ds), 一个串行移位输出(Q7’), 一个异步的低电平复位; 存储寄存器有一个8位的并行的具备三态的总线输出, 当使能OE时(低电平使能), 存储寄存器的数据输出到总线.
在这个模块中, 74HC595负责准备当前行上的数据, 这个数据有 16 bit, 对应 2 byte, 对应每个汉字, 有16x16个点, 就是16个 16 bit, 每次扫描时, 配合74HC138将正在扫描的那行的2个字节内容送到总线上去, 同样是两片74HC595, 每片负责8个bit.
通信方式是SPI, 串行输入-锁存-并行输出的方式
上位机代码
STC89C52RC
连接方式
R1 => P2.4 红色数据信号
D => P0.3
C => P0.2
B => P0.1
A => P0.0 A-D用于控制16行，通过2路 HC138 控制
LATCH => P2.6 锁存
SCK => P2.5 时钟
G1 => P0.4 绿色数据信号, 如果使用单红色屏此信号无需连接
OE => P2.1 可以用IO引脚PWM控制亮度, 或者使用此引脚控制拖尾现象
+5V => 5V
GND => GND
代码
#include<reg52.h>
sbit G1 = P0^4; //数据引脚，屏上标识G1
sbit OE = P2^1; //使能引脚，屏上标识EN/OE
sbit R1 = P2^4; //数据引脚，屏上标识R1
sbit T_CLK = P2^5; //时钟引脚，屏上标识CLK
sbit T_STR = P2^6; //锁存引脚，屏上标识LATCH
unsigned char pos=0;
unsigned char tab[8];
unsigned char DIS[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};//行数据
/*-----------------------------------------------
16x16汉字取模数据
------------------------------------------------*/
unsigned char code hztest[][32]= //二维数组, 每个汉字32个字节
{
/*-- 文字: 电 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0xF8,0x3F,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0xF8,0x3F,
0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0xF8,0x3F,0x0A,0x21,0x02,0x01,0x02,0x01,0xFE,0x00,
/*-- 文字: 子 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x00,0xF8,0x7F,0x10,0x00,0x20,0x00,0x40,0x00,0x80,0x01,0x00,0x01,0xFE,0xFF,
0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,
/*-- 文字: 工 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x00,0x00,0x00,0xFC,0x7F,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,
0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0xFE,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,
/*-- 文字: 程 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x08,0xFC,0x1D,0x04,0xF1,0x04,0x11,0x04,0x11,0xFC,0xFD,0x00,0x10,0x00,0x30,
0xFE,0x39,0x20,0x54,0x20,0x54,0xFC,0x91,0x20,0x10,0x20,0x10,0xFE,0x13,0x00,0x10,
/*-- 文字: 信 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x40,0x08,0x20,0x08,0xFE,0x0B,0x00,0x10,0x00,0x10,0xFC,0x31,0x00,0x30,0x00,0x50,
0xFC,0x91,0x00,0x10,0x00,0x10,0xFC,0x11,0x04,0x11,0x04,0x11,0xFC,0x11,0x04,0x11,
/*-- 文字: 息 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x01,0x00,0x02,0xF0,0x1F,0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0x10,
0xF0,0x1F,0x10,0x10,0x00,0x01,0x84,0x08,0x92,0x48,0x12,0x48,0xF0,0x87,0x00,0x00,
/*-- 文字: 科 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x10,0x08,0x10,0x1D,0x90,0xF0,0x90,0x10,0x10,0x10,0x10,0xFD,0x90,0x10,0x90,0x38,
0x10,0x34,0x1E,0x50,0xF0,0x53,0x10,0x90,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,
/*-- 文字: 学 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x08,0x22,0x08,0x11,0x10,0x11,0x20,0x00,0xFE,0x7F,0x02,0x40,0x04,0x80,0xE0,0x1F,
0x40,0x00,0x80,0x01,0xFE,0xFF,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,
};
/*-----------------------------------------------
向595写入一个字节, 红色
------------------------------------------------*/
void InputByte(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
for(i = 8; i > 0; i--)
{
R1 = !(dat & 0x01);
T_CLK = 0;
T_CLK = 1;
dat = dat >> 1;
}
}
/*-----------------------------------------------
向595写入一个字节, 绿色
------------------------------------------------*/
void InputByteG(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
for(i = 8; i > 0; i--)
{
G1 = !(dat & 0x01);
T_CLK = 0;
T_CLK = 1;
dat = dat >> 1;
}
}
/*-----------------------------------------------
向595写入两个字节 双色
------------------------------------------------*/
void Input2Byte(unsigned char DataR1, unsigned char DataG1) //写一个字节
{
unsigned char i;
for(i=8; i>0; i--)
{
R1 = !(DataR1&0x01);
G1 = !(DataG1&0x01);
T_CLK = 0;
T_CLK = 1;
DataR1 = DataR1 >> 1;
DataG1 = DataG1 >> 1;
}
}
/*-----------------------------------------------
初始化定时器，做为动态扫描
------------------------------------------------*/
void Init_Timer1(void)
{
TMOD |= 0x10;
EA=1; //总中断使能
ET1=1; //定时中断使能
TR1=1; //打开定时器开关
}
/*-----------------------------------------------
主程序
------------------------------------------------*/
main()
{
unsigned int i;
unsigned char a;
Init_Timer1(); //初始化定时器
while(1)
{
for(i = 0; i < 1000; i++); // 延时
a++;
if(a == 8) a = 0; // 汉字循环
pos = a;
}
}
/*-----------------------------------------------
定时器执行动态扫描
------------------------------------------------*/
void Timer1_isr(void) interrupt 3
{
static unsigned char count, j;
unsigned char i;
TH1=0xff; // 重装初值
TL1=0;
T_STR=0; // 锁存释放
for(j = 0; j < 1; j++) //取当前汉字在i位置的2个字节，数据传输完成后锁存输出
{
InputByte(hztest[j+pos][i]);
InputByte(hztest[j+pos][i+1]);
}
OE = 1; // 关闭屏幕, 如果没有使用该引脚控制则会出现拖影现象
T_STR=1; // 锁存有效, 此时一行的数据显示到屏上
P0 = DIS[count] | 0xF0; //低4位对应P0.0-P0.3, 通过HC138 4-16译码器, 循环扫描其他15行
OE = 0; // 打开屏幕
count++;
i += 2; // 当前汉字下一位置
if(count == 16) count = 0;
if(i == 32) i = 0;
}
另一份代码, 驱动4块16x16的595
/*-----------------------------------------------
名称：595控制4汉字点阵屏
论坛：www.doflye.net
编写：shifang
日期：2009.5
修改：无 51单片机
内容：屏+5V、GND连接电源5V
P0.0-P0.3分别连接A、B、C、D，用于控制16行，通过2路HC138控制
SCK时钟连接P2.5
LATCH锁存连接P2.6
R1红色数据信号连接至P2.4
G1绿色数据信号连接至P0.4，如果使用单红色屏此信号无需连接
OE使能端一般接GND，可以用IO引脚PWM控制亮度
或者使用此引脚控制拖尾现象。
现象：使用普通速度51系列单片机。1个汉字显示屏，向左流动显示多句话，重复循环显示。
------------------------------------------------*/
#include<reg52.h>
sbit T_STR = P2^6; //锁存引脚，屏上标识位STR
sbit R1 = P2^4; //数据引脚，屏上标识R1
sbit G1 = P0^4; //数据引脚，屏上标识G1
sbit T_CLK = P2^5; //时钟引脚，屏上标识位CLK
sbit OE = P2^1; //使能引脚，屏上标识EN/OE
unsigned char MoveBitNum,MoveBitNumtemp,IncNum;//移动位数,临时移动位数，大于一个字节增加字节数
unsigned int HzNum;//汉字个数
unsigned char buff[10];
/*-----------------------------------------------
16x16汉字取模数据
------------------------------------------------*/
unsigned char code hztest[][32]= //取模选择字节倒序 ，正序得出的字是反的，可以在软件中设置自动倒叙
{
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, //前面一屏大小的空字符，不显示，这里根据屏的大小修改，这个是1个汉字屏
//所以写入1个汉字
/*-- 文字: 电 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0xF8,0x3F,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0xF8,0x3F,
0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0xF8,0x3F,0x0A,0x21,0x02,0x01,0x02,0x01,0xFE,0x00,
/*-- 文字: 子 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x00,0xF8,0x7F,0x10,0x00,0x20,0x00,0x40,0x00,0x80,0x01,0x00,0x01,0xFE,0xFF,
0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,
/*-- 文字: 工 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x00,0x00,0x00,0xFC,0x7F,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,
0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0xFE,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,
/*-- 文字: 程 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x08,0xFC,0x1D,0x04,0xF1,0x04,0x11,0x04,0x11,0xFC,0xFD,0x00,0x10,0x00,0x30,
0xFE,0x39,0x20,0x54,0x20,0x54,0xFC,0x91,0x20,0x10,0x20,0x10,0xFE,0x13,0x00,0x10,
/*-- 文字: 信 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x40,0x08,0x20,0x08,0xFE,0x0B,0x00,0x10,0x00,0x10,0xFC,0x31,0x00,0x30,0x00,0x50,
0xFC,0x91,0x00,0x10,0x00,0x10,0xFC,0x11,0x04,0x11,0x04,0x11,0xFC,0x11,0x04,0x11,
/*-- 文字: 息 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x01,0x00,0x02,0xF0,0x1F,0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0x10,
0xF0,0x1F,0x10,0x10,0x00,0x01,0x84,0x08,0x92,0x48,0x12,0x48,0xF0,0x87,0x00,0x00,
/*-- 文字: 科 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x10,0x08,0x10,0x1D,0x90,0xF0,0x90,0x10,0x10,0x10,0x10,0xFD,0x90,0x10,0x90,0x38,
0x10,0x34,0x1E,0x50,0xF0,0x53,0x10,0x90,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,
/*-- 文字: 学 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x08,0x22,0x08,0x11,0x10,0x11,0x20,0x00,0xFE,0x7F,0x02,0x40,0x04,0x80,0xE0,0x1F,
0x40,0x00,0x80,0x01,0xFE,0xFF,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, //尾部的一屏的空字符，用于清屏，参数和屏大小有关。
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};
/*-----------------------------------------------
向595写入一个字节 单红色
------------------------------------------------*/
void InputByte( unsigned char DataR1) //写一个字节
{
unsigned char i;
for(i=8; i>0; i--)
{
R1 = !(DataR1&0x01);
T_CLK = 0;
T_CLK = 1;
DataR1 = DataR1 >> 1;
}
}
/*-----------------------------------------------
向595写入两个字节 双色
------------------------------------------------*/
void Input2Byte( unsigned char DataR1,unsigned char DataG1) //写一个字节
{
unsigned char i;
for(i=8; i>0; i--)
{
R1 = !(DataR1&0x01);
G1 = !(DataG1&0x01);
T_CLK = 0;
T_CLK = 1;
DataR1 = DataR1 >> 1;
DataG1 = DataG1 >> 1;
}
}
/*-----------------------------------------------
延时程序
------------------------------------------------*/
void Delay(unsigned int t)
{
while(--t);
}
/*-----------------------------------------------
主程序
------------------------------------------------*/
main()
{
unsigned char count;//16行扫描数据，范围0-15
unsigned int i, j;
unsigned char temp;
while(1)
{
i++;
if(i==60)//更改流动速度,1T单片机和12T单片机速度大约5-8倍，注意更改参数
{
i=0;
MoveBitNum++;
if(MoveBitNum==16)//每次移动完一个汉字大小后循环
{
MoveBitNum=0;
HzNum+=1; //调用下一个汉字
if(HzNum >= 9)//需要显示的汉字个数，包括前面的一屏空字符的个数，后面清屏的空字符不包含在内,这里是(汉字个数+1)
HzNum = 0; //完全显示完后循环调用
}
}
Delay(1);//控制扫描频率
for(j=0;j<2;j++) //取每个汉字的前2个字节，
{ //汉字个数+1
buff[j+j]=hztest[HzNum+j][count+count]; //每次移动完一个汉字后，选择下一个汉字
buff[j+j+1]=hztest[HzNum+j][count+count+1];
}
if(MoveBitNum<8) // 判读移动距离是大于一个字节还是小于一个字节，因为一个字节左移右移最大只能8位
{ IncNum=0; MoveBitNumtemp=MoveBitNum; }
else
{ IncNum=1; MoveBitNumtemp=MoveBitNum-8;}//大于8就减去8得到的数值还是小于8
T_STR=0; //锁存无效
for(j=0;j<2;j++) //按bit的方式移动缓冲区的内容，然后输出到595，即取出的数值每个字节左移一定的位数，
{ //后面左移出的数据整合到前面的字节中，保持数据的连续性
temp=(buff[j+IncNum]>>MoveBitNumtemp)|(buff[j+1+IncNum]<<(8-MoveBitNumtemp));//这句比较重要，需要自行拿出2个字节的数据模拟分析
Input2Byte(temp,temp);//输出到595
}//8个字节传输完锁存输出
OE = 1;
P0=count;//用P0口的前4位控制16行，屏内部通过4-16译码器工作，循环扫描16行
T_STR=1; //锁存有效，此时一行的数据显示到屏上
OE = 0;
count++;
if(count==16)
count=0;
}
}