资源描述
一．基于51的点阵屏显示：
（1）点亮第一个8*8点阵:
1.首先在Proteus下选择我们需要的元件，AT89C52、74LS138、MATRIX-8*8-GREEN(在这里使用绿色的点阵)。在Proteus 7.5中8*8的点阵总共有四种颜色，分别为MATRIX-8*8-GREEN，
MATRIX-8*8-BLUE，MATRIX-8*8-ORANGE ，MATRIX-8*8-RED。
在这里请大家牢记：红色的为上列选下行选；其它颜色的为上行选下列选！而所有的点阵都是高电平选中列，低电平选中行！也就是说如果某一个点所处的行信号为低，列信号为高，则该
点被点亮！此结论是我们编程的基础。
2.在选择完以上三个元件后，我们开始布线，具体如下图：
这里P1是列选，P0连接38译码器后作为行选。
选择38译码器的原因：38译码器每次可输出相应一个I/O口的低电平，正好与点阵屏的低电平选中行相对，并且节省了I/O口，大大方便了我们的编程和以后的扩展。
3.下面让我们把它点亮，先看一个简单的程序：
（将奇数行偶数列的点点亮，效果如下图）
下面是源代码：
/************8*8LED点阵屏显示*****************/
#include<reg52.h>
void delay(int z) //延时函数
{
int x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++);
}
void main()
{
while(1)
{
P0=0; //行选，选择第一行
P1=0x55; //列选，即该行显示的数据
delay(5); //延时
/*****下同*****/
P0=2; //第三行
P1=0x55;
delay(5);
P0=4; //第五行
P1=0x55;
delay(5);
P0=6; //第七行
P1=0x55;
delay(5);
}
}
上面的程序实现了将此8*8点阵的奇数行偶数列的点点亮的功能。重点让我们看while循环内，首先是行选P3=0，此时38译码器的输入端为000，则输出端为01111111，
即B0端为低电平，此时选中了点阵屏的第一行，接着列选我们给P2口赋0x55,即01010101，此时又选中了偶数列，紧接着延时。然后分别对第三、五、七行进行相同的列选。
这样就点亮了此点阵屏奇数行偶数列交叉的点。
完成这个程序，我们会发现其实点阵屏的原理是如此简单，和数码管的动态显示非常相似，只不过换了一种方式而已。
4.完成了上面的点亮过程，下面我们让这个8*8的点阵屏显示一个汉字：“明”
先看效果图：
源代码如下：
/************8*8LED点阵屏显示*****************/
#include<reg52.h>
char code table[]={0x0f,0xe9,0xaf,0xe9,0xaf,0xa9,0xeb,0x11}; //"明" 字编码
void delay(int z) //延时函数
{
int x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++);
}
void main()
{
int num;
while(1) //循环显示
{
for(num=0;num<8;num++) //8行扫描 P3行选，P2列选
{
P03=num; //行选
P1=table[num]; //列选
delay(5); //延时
}
}
}
因为要显示一个汉字，这里我们使用了一个数组table[ ]来存储该字的编码，重点还是来看while循环，首先在for循环内完成对8*8点阵屏的8行依次扫描。
我们来分析第一行的情况即num=0的时候，首先P3=0，选中第一行，然后P2=table[0]，即P2等于table数组中第一个数据0x0f，则此时就点亮了第一行相应的点。
接着延时，其他行同理。这样我们就完成了一个最简单汉字的显示。
（2）16*16点阵的显示原理
1.虽然完成了上面8*8点阵的显示，但是由于点的数量太少以至于它的显示效果并不是很理想，事实上现在大部分点阵的汉字都是16*16显示的，下面让我们来学习16*16点阵的显示。
和上面一样我们先选择元件：AT89C52，74LS138,，MATRIX-8*8-GREEN，因为要显示16*16的汉字，我们就不能再使用一个38译码器进行行选了，这里我们用两个38译码器组合成一个
4选16的译码器（当然也可以使用74159）。而MATRIX-8*8-GREEN点阵需要4个。完成后如下图：
2.先来看看4选16的译码器是如何工作的，这里有4个输入端a、b、c、d，16个输出端H0~H15，如上图连线后即可完成类似于38译码器一样的工作。只不过扩展到了16行选。关于连线的
原理这里不再赘述，只要明白38译码器的原理这个可以轻松理解。接着完成全部布线。如下图所示：
3.连好线后，P1作为行选，P2、P3一起作为列选。现在16*16的点阵被分成两块并不完整的部分，我们可以整体移动（包括点阵屏、连线以及连接点，）来方便我们观察显示的效果
（最好同时去掉仿真中电平的指示灯）。接着我们来看一个程序，还是让此点阵屏显示一个汉字：“明”。
先看效果图：
源代码如下：
/************16*16LED点阵屏显示*****************/
#include<reg52.h>
char code table[]={0x00,0x20,0x20,0x7F,0x7E,0x21,0x22,0x21,
0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21,
0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21,
0x80,0x20,0x80,0x20,0x40,0x28,0x20,0x10}; // “明”
void delay(int z)
{
int x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++);
}
void main()
{
int num;
while(1)
{
for(num=0;num<16;num++)
{
P1=num; //行选
P2=table[2*num]; //列选
P3=table[2*num+1]; //列选
delay(2);
}
}
}
4..先来看这次使用的table数组，因为是16*16的点阵，所以总共有32个数据，其中第1、2个数据用于第一行的显示，第2、3个数据用于第二行的显示，以此类推，总共16行。
然后还是来看while循环内，同样for循环依次扫描16行，以第一行为例，即num=0时，首先P1=0，选中第一行，P2=table[0]、P3=table[1]送出列选数据，即第一行要显示的两个字节的数据。
其他行同理。这样很轻松的我们就完成了16*16点阵的显示。程序虽然完成了，但是回过头来看一看就会发现，我们在这里使用了P2与P3口一起来做列选，浪费了大量的I/O/资源，而且现在
点阵屏的大小还只有16*16，如果想要扩展的更大，已经没有足够的I/O口可用了。所以一定要想出更好的办法进行列选。
5.为了解决上面提到的问题，我们来学习一个新的元件：74HC595。它实质上是一个串行移位寄存器，能够实现“串入并出”的功能，关于它的使用我们还是用上一个列子来讲解，先来看看
它的实现，如图：
可以看到这里我们仅使用了三个I/O口就完成了列选数据的发送。主要来看74HC595是如何实现“串入并出”的，这里我们使用了两个595进行了级联，即第二个595的数据输入端连接了第一个
595的级联输出口Q7’。也就是说，我们只需要从第一个595的输入端串行输入数据，便可以实现把数据送入第二个595的功能。而且595的数量可以进行无限的级联，而不管有多少个595，
我们只需要一个数据输入端就可以，这样就大大节省了I/O资源。对于595的具体使用还是来看程序。
源代码如下：
/************16*16LED点阵屏显示*****************/
#include<reg52.h>
sbit R="P2"^0; //数据输入端口
sbit CLK="P2"^1; // 时钟信号
sbit STB="P2"^2; // 锁存端
char code table[]={0x00,0x20,0x20,0x7F,0x7E,0x21,0x22,0x21,
0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21,
0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21,
0x80,0x20,0x80,0x20,0x40,0x28,0x20,0x10}; // “明”
void delay(int z)
{
int x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++);
}
void WriteByte(char dat) //写一个字节的数据
{
char i;
for(i=0;i<8;i++) //循环8次把编码传给锁存器
{
dat=dat>>1; //右移一位，取出该字节的最低位
R=CY; //将该字节的最低位传给R
CLK=0; //将数据移入595，上升沿
CLK=1;
}
}
void main()
{
int num;
while(1)
{
for(num=0;num<16;num++)
{
WriteByte(table[2*num]); //送出一个字节
WriteByte(table[2*num+1]);
P1=num; //行选
STB=1; //输出锁存器中的数据，下降沿
STB=0;
delay(2);
}
}
}
先来看不同之处，这里我们首先位定义了R、CLK、STB，分别对应于74HC595的DS、SH_CP、ST_CP用以实现串行数据输入、数据移位以及并行数据输出。然后来看WriteByte（char dat）函数，
该函数实现了串行向595中输入一个字节数据的功能。来看for循环，首先dat=dat>>1，把要输入的数据右移一位，这样最低位便进入移位寄存器CY中，紧接着我们让R=CY，把该位传给595的
输入端，CLK一个上升沿的跳变就实现了把该位数据移入595的功能。8次循环便可以将一个字节的数据送出。重点还是看while循环内，同样也是16行的扫描，然后就是
WriteByte（table[2*num]）等同于上面的P2=table[2*num]，WriteByte(table[2*num+1])等同于P3=table[2*num+1]，完成列选，接着行选，然后有一个STB的下降沿的跳变，这个变化能够
实现并行输出移位寄存器中的数据。这样就完成了整个过程。
（3）16*16点阵的移位控制
点阵的移位一般有上、下、左、右的移动，这里我们重点讲上移和左移，其它同理。
1. 点阵的上移：
点阵的上移相对来说很简单，看效果图如下：
源代码：（该程序实现了循环上移显示“邢台”）
/************16*16LED点阵屏显示*****************/
#include<reg52.h>
sbit R="P2"^0; //数据输入端口
sbit CLK="P2"^1; // 时钟信号
sbit STB="P2"^2; // 锁存端
char code table[]={
/*-- 文字: 邢 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x00,0x00,0xFE,0x3E,0x48,0x22,0x48,0x22,
0x48,0x12,0x48,0x12,0x48,0x0A,0xFF,0x13,
0x48,0x22,0x48,0x42,0x48,0x42,0x48,0x46,
0x44,0x2A,0x44,0x12,0x42,0x02,0x40,0x02,
/*-- 文字: 台 --*/
/*-- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 --*/
0x40,0x00,0x40,0x00,0x20,0x00,0x10,0x04,
0x08,0x08,0x04,0x10,0xFE,0x3F,0x00,0x20,
0x00,0x08,0xF8,0x1F,0x08,0x08,0x08,0x08,
0x08,0x08,0x08,0x08,0xF8,0x0F,0x08,0x08,
};
void delay(int z)
{
int x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++);
}
void WriteByte(char dat) //写一个字节的数据
{
char i;
for(i=0;i<8;i++) //循环8次把编码传给锁存器
{
dat=dat>>1; //右移一位，取出该字节的最低位
R=CY; //将该字节的最低位传给R
CLK=0; //将数据送出，上升沿
CLK=1;
}
}
void main()
{
int num,move,speed;
while(1)
{
if(++speed>8) //移动速度控制
{
speed=0;
move++; //移位
if(move>16) //是否完成移位一个汉字
move=0; //从头开始
}
for(num=0;num<16;num++)
{
WriteByte(table[2*num+move*2]); //送出一个字节
WriteByte(table[2*num+1+move*2]);
P1=num; //行选
STB=1; //输出锁存器中的数据，下降沿
STB=0;
delay(2);
}
}
}
可以看到这个程序和静态显示的程序没有太大的差距，主要就是加入了一个move变量来控制移动，WriteByte(table[2*num+move*2])中当move变量变化的时候更改了写入595中的数据，
正好实现了移动显示的效果。而speed变量的if判断语句能够控制移动速度的大小。下面重点讲左移。
2. 点阵的左移：
因为点阵的数据最终是一个一个字节的并行送出的，所以要实现点阵的左移，我们就需要考虑如何才能够动态的更改每一个发送字节的数据，而汉字的每一个字节的编码是固定的，这里
我们可以使用一个数据缓冲区来完成点阵的左移。重点说一下点阵左移中关键的一步操作temp=(BUFF[s]>>tempyid) | (BUFF[s+1]<<(8-tempyid))。这里temp作为要发送的一个字节数据，
它由数据缓冲区中的数据组合而成，并且动态的变化，大致来说就是首先第一个字节的数据右移tempyid位，第二个字节的数据左移8-tempyid位，两者相或后组成一个字节新的数据，只
要我们一直不断地移位、相或、发送，就能实现左移的效果。不太好理解，先来看实例（循环左移显示“邢台学院”），效果图如下：
见源代码：
#include <AT89x51.H>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar yid,h; //YID为移动计数器，H为行段计数器
uint zimuo; //字模计数器
uchar code hanzi[]; //汉字字模
uchar BUFF[4]; //缓存
void in_data(void); //调整数据
void rxd_data(void); //发送数据
void sbuf_out(); //16段扫描
uchar code table[]={//篇幅有限，省略编码};
void main(void)
{
uchar i,d=10;
yid=0;
zimuo=0;
while(1)
{
while(yid<16) //数据移位。
{
for(i=0;i<d;i++) //移动速度
{
sbuf_out();
}
yid++; //移动一步
}
yid=0;
zimuo=zimuo+32; //后移一个字，
if(zimuo>=96) //到最后从头开始，有字数决定
zimuo=0;
}
}
/********************************/
void sbuf_out()
{
for(h=0;h<16;h++) //16行扫描
{
in_data(); //调整数据
rxd_data(); //串口发送数据
P1=0x7f; //关闭显示。
P1_7=1; //锁存为高，595锁存信号
P1=h; //送行选
}
}
/******************************************************/
void in_data(void)
{
char s;
for(s=1;s>=0;s--) //h为向后先择字节计数器，zimuoo为向后选字计数器
{
BUFF[2*s+1]=table[zimuo+1+32*s+2*h]; //把第一个字模的第一个字节放入BUFF0
//中,第二个字模的第一个字节放入BUFF2中
BUFF[2*s]=table[zimuo+32*s+2*h]; // 把第一个字模的第二个字节放入BUFF1中,
//第二个字模的第二个字节放入BUFF3中
}
}
/*******************************************************/
void rxd_data(void) //串行发送数据
{
char s;
uchar inc,tempyid,temp;
if(yid<8)
inc=0;
else
inc=1;
for(s=0+inc;s<2+inc;s++) //发送2字节数据
{
if(yid<8)
tempyid=yid;
else
tempyid=yid-8;
temp=(BUFF[s]>>tempyid)|(BUFF[s+1]<<(8-tempyid));//h1左移tempyid位后和h2右移8-tempyid相或，取出移位后的数据
SBUF=temp;//把BUFF中的字节从大到小移位相或后发送输出。
while(!TI); //注：这里使用了串口，串口数据的发送为最低位在前。
TI=0; //等待发送中断
}
}
首先来看定义的数据缓冲区BUFF[ ]，这里一开始将会存储第一个汉字与第二个汉字的第一行的编码，该缓冲区动态的存储点阵屏每一行要发送的数据，注意这里BUFF的大小为4个字节，
比16*16点阵屏要显示的汉字多了一个汉字行的大小，这一点是必要的，这样我们才能实现利用该缓冲区进行左移控制，接着来看in_data(void)函数，利用该函数，我们实现了动态的修改
缓冲区中的数据，这里不再详述过程，重点看程序的注释即可。然后看rxd_data(void)函数，该函数的作用正是利用串口串行发送数据，也就是上面提到的移位、相或然后发送，关于在移位
过程中的具体实现细节以及如何协调的进行数据发送，首先来看inc变量，该变量决定了从BUFF缓冲区中的第一个还是第二个数据开始读取，当移位开始后，在移完一个字节的数据之前我们
都从BUFF数据缓冲区中的第一个字节开始读取，当移完一个字节后，inc变成1，这时我们从BUFF数据缓冲区中的第二个字节开始读取，于此同时后一个字节总是在和前一个字节的数据进行移
位相或，达到慢慢向前推进的效果，这里有一个临界点，就是当移位满16位后，即一个汉字移出点阵屏后，这时候我们就需要将数据缓冲区中的数据进行更新，即后移一个字，这时数据缓冲
区中的数据就变成了第二个汉字和第三个汉字的第一行汉字的编码，以此类推。下面来看sbuf_out()函数，该函数实现了16行的扫描，最后来看while循环内，这时主函数内已经很简单了，
首先在while(yid<16)内，有控制移动速度的for循环，即显示几次静态的画面移动一步，而zimuo变量为移位过程中汉字的选择变量，它每32位的变化，正好是一个16*16汉字的编码个数。
这样就完成了整个点阵左移的控制（这里使用了串口实现点阵的左移，当然我们也可以不用串口，关于非串口实现的左移后面介绍），它的过程比较复杂，需反复思考。
（4）128*32点阵扩展显示
1. 128*32点阵的静态显示
完成了16*16点阵的静态与移动显示之后，就已经算是掌握了点阵屏显示的主要部分，以后不管想要操纵什么样的点阵屏，只要把握上面的原理，都能按照我们的想法进行显示。所以接下来
的讲解不会再有上面那么详细。
下面来看128*32点阵是如何显示的。
这里的布线有点繁琐，首先来看一下64*16点阵的布线,如下图：
前面已经提到过，在该仿真环境下红色点阵为上列选下行选。理解了64*16的点阵布线，我们来看一下128*32的仿真图：
这是一个完整的128*32的点阵屏，只是在上面小屏的基础上级联了更多的595，因为只有一个4选16的译码器，而该点阵有32行，这里我们使用两个数据输入端，分别对应点阵屏的上、下半屏。下面以操作上半屏为例（下半屏同理）。
看效果图：
见源代码：
#include <AT89x51.H>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar yid,h; //YID为移动计数器，H为行段计数器
uint zimuo; //字模计数器
uchar code hanzi[]; //汉字字模
uchar BUFF[18]; //缓存
void in_data(void); //调整数据
void rxd_data(void); //发送数据
void sbuf_out(); //16段扫描
uchar code table[]={//篇幅有限，省略编码};
void main(void)
{
uchar i,d=10;
yid=0;
zimuo=0;
while(1)
{
while(yid<16) //数据移位。
{
for(i=0;i<d;i++) //移动速度
{
sbuf_out();
}
yid++; //移动一步
}
yid=0;
zimuo=zimuo+32; //后移一个字，
if(zimuo>=480) //到最后从头开始，有字数决定
zimuo=0;
}
}
/********************************/
void sbuf_out()
{
for(h=0;h<16;h++) //16行扫描
{
in_data(); //调整数据
rxd_data(); //串口发送数据
P1=0x7f; //关闭显示。
P1_7=1; //锁存为高，595锁存信号
P1=h; //送行选
}
}
/******************************************************/
void in_data(void)
{
char s;
for(s=8;s>=0;s--) //h为向后先择字节计数器，zimuoo为向后选字计数器
{
BUFF[2*s+1]=table[zimuo+1+32*s+2*h]; //把第一个字模的第一个字节放入BUFF0
//中,第二个字模的第一个字节放入BUFF2中
BUFF[2*s]=table[zimuo+32*s+2*h]; // 把第一个字模的第二个字节放入BUFF1中,
//第二个字模的第二个字节放入BUFF3中
}
}
/*******************************************************/
void rxd_data(void) //串行发送数据
{
char s;
uchar inc,tempyid,temp;
if(yid<8)
inc=0;
else
inc=1;
for(s=0+inc;s<8+inc;s++) //发送8字节数据
{
if(yid<8)
tempyid=yid;
else
tempyid=yid-8;
temp=(BUFF[s]>>tempyid)|(BUFF[s+1]<<(8-tempyid));//h1左移tempyid位后和h2右移8-tempyid相或，取出移位后的数据
SBUF=temp;//把BUFF中的字节从大到小移位相或后发送输出。
while(!TI); //注：这里使用
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