51单片机-驱动LED点阵模块教程

本章概述思维导图：

51单片机驱动LED点阵模块教程

LED点阵简介

LED点阵是由多个发光二极管（LED）按矩阵形式排列组成的显示设备，常见规格包括8×8、16×16、32×32等。在我们日常生活的电器中随处可见。LED点阵实物图如下：

应用场景：

信息显示：广告牌、公告牌、交通标识、电子钟表、计时器（如体育赛事倒计时）。

设备交互：家电温度显示、工业设备状态指示、智能仪表数据可视化。

动态效果：结合传感器实现实时数据更新，或通过滚动显示、动画增强视觉效果。

特殊应用：全彩LED点阵用于舞台灯光、艺术装置，支持PWM调光实现色彩混合。

典型驱动LED点阵模块电路示例：以16×16点阵为列：

        行驱动：两片74HC138级联，生成16路低电平信号选择行。

        列驱动：两片74HC595级联，串行输入转为16路并行输出控制列。

        流程：单片机发送行地址至74HC138，同时通过74HC595输出列数据，逐行扫描刷新显示。

总结：LED点阵通过灵活的矩阵设计和驱动方案，成为信息展示与交互的核心元件，其性能与成本平衡需根据具体需求选择合适规格和控制方式。

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LED8*8点阵硬件电路原理图分析

电路原理图分析：

LED8*8点阵一共有16个引脚控制，行（DPa~DPh）引脚由74HC595并行输出脚（QA~QH）控制，列（K1~K8）引脚由STC51单片机P0 I/O端口控制；

74HC595芯片的VCC引脚、GND引脚、OE引脚引出一个编号为J24的座子，这是为了方便驱动74HC595芯片，要使74HC595芯片工作需使跳线帽将OE引脚和GND引脚进行连接；不工作时，需使跳线帽将OE引脚与VCC引脚进行连接；原理：OE使能引脚（低电平有效）；

74HC595芯片的SRCLR复位引脚与VCC进行连接；原理：SRCLR是低电平复位，为了防止误触，通常与VCC进行连接；

74HC595芯片的RCLK存储寄存器时钟引脚与MCU的P35引脚进行连接，分析P35引脚为74HC595芯片提供一个存储寄存器的时钟信号；

74HC595芯片SRCLK移位寄存器时钟引脚与MCU的P36引脚进行连接，分析P36引脚为74HC595芯片提供一个移位寄存器的时钟信号；

74HC595芯片的QA~QH为并行输出脚与开发板的8*8点阵LED灯DPa~DPh行引脚进行连接实现阳极控制；

74HC595芯片的QH'为串行输出脚，功能用于级联下一级74HC595芯片实现控制；（本电路不需要使用）；

MCU的P0端口（P00~P07）引脚连接8*8点阵LED灯的列引脚实现LED灯阴极控制；

（本章的内容主要是讲解8*8LED点阵灯模块的，但是跟上一章的内容是息息相关的。所有会有大部分知识点重合，小伙伴们就当复习啦！）

驱动8*8LED点阵软件编程设计

驱动8*8LED点阵第一个灯步骤

第一步：实现第一列点亮，需给P0端口写入高低电平控制LED阴极。第一列点亮，其余列不点亮。我们应给P07写入低电平，（P00~P06）写入高电平。十六进制表达方式为：0x7f；

第二步：实现第一行点亮，74HC595需串行输入并行输出控制LED阳极，第一行点亮，其余行不点亮。我们应给DPh写入高电平，（DPa~DPg）写入低电平。十六进制表达方式为：0x80；

第三步：在主函数中将第一步和第二步结合起来实现点亮第一个LED灯操作

代码示例：

#include "reg52.h"
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
sbit SER=P3^4;        //74HC595串行输入
sbit TRCLK=P3^5;      //74HC595存储寄存器时钟
sbit SRCLK=P3^6;      //74HC595移位寄存器时钟
#define LED_DZ P0     //宏定义LED点阵阴极端口
void HC595_out(u8 temp)//函数封装：74HC595芯片IO口扩展输出
{u8 i=0;for(i=0;i<8;i++){SER=temp>>7;   //取最高位temp<<=1;	   //左移一位SRCLK=0;       //移位时钟为低电平Delay_10us(1); //延时10us（上升沿触发）SRCLK=1;       //移位时钟为高电平，一位数据发送完成Delay_10us(1);}TRCLK=0;           //存储时钟为低电平Delay_10us(1);     //延时：上升沿的过程TRCLK=1;           //存储时钟为高电平，一字节数据传输完成Delay_10us(1);
}
int main()															 
{	LED_DZ=0x00;while(1){LED_DZ=~(0x80);//第一列点亮HC595_out(0x80);//第一行点亮}
}

8*8点阵LED点亮第一个灯效果展示图：

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驱动8*8点阵LED灯显示笑脸步骤

第一步：首先我们在取模软件上进行输出内容的取模，步骤为：1、基本操作-新建图像设置8行8列的空白图像；2、参数设置-其它选项-选择纵向取模，不需要字节倒序，确定；3、开始在新建图像中设置要显示的图形，用鼠标单击空白小格就可点亮，双击就可取消点亮；4、取模方式-选择C51方式，就顺利输出点阵取模啦

第二步：将输出点阵取模存放到缓存区数组中，每个元素表示每一列中显示所有行的LED灯的个数。再将每一列点亮的状态存到到另一个缓冲区数组中。在主函数中利用人体视觉暂留（>24ms）实现稳定显示。

代码示例：

#include "reg52.h"
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
void Delay_10us(u16 us)//微秒延时函数：输入1大概延时时间为10us
{while(us--);
}
void Delay_ms(u16 ms) //毫秒延时函数：输入1大概延时时间为1ms
{u16 i,j;for(i=ms;i>0;i--){for(j=110;j>0;j--){}}
}
sbit SER=P3^4;        //74HC595串行输入
sbit TRCLK=P3^5;      //74HC595存储寄存器时钟
sbit SRCLK=P3^6;      //74HC595移位寄存器时钟
#define LED_DZ P0     //宏定义LED点阵阴极端口void HC595_out(u8 temp)//函数封装：74HC595芯片IO口扩展输出
{u8 i=0;for(i=0;i<8;i++){SER=temp>>7;   //取最高位temp<<=1;	   //左移一位SRCLK=0;       //移位时钟为低电平Delay_10us(1); //延时10us（上升沿触发）SRCLK=1;       //移位时钟为高电平，一位数据发送完成Delay_10us(1);}TRCLK=0;           //存储时钟为低电平Delay_10us(1);     //延时：上升沿的过程TRCLK=1;           //存储时钟为高电平，一字节数据传输完成Delay_10us(1);
}
u8 LED_zl[]={0x70,0x54,0x72,0x02,0x02,0x72,0x54,0x70};//纵向取模：一列中所有行的状态
u8 LED_Zh[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//每一列选中状态
int main()															 
{	while(1){u8 i=0;for(i=0;i<8;i++){HC595_out(LED_zl[i]);LED_DZ=LED_Zh[i];Delay_ms(1);        //延时1ms，等待显示HC595_out(0x00);	  //消隐}}
}

8*8LED点阵笑脸显示效果：

8*8点阵LED灯显示笑脸展示

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