1. 显示原理
LED点阵屏与数码管类似，只是将数码管每一列的像素以8字型排列
与数码管一样，有共阴和共阳两种接法，不同接法对应电路结构不同
LED点阵需要逐行或逐列扫描，才能使所有LED同时显示
2. 74HC595电路图原理
看OE，是低电平有效，所以要弄一下J24这个接线帽
RCLK：Register Clock
SRCLR：Serial 串行清零端
SRCLK：串行时钟
SER：串行数据
74HC595是串行输入并行输出的移位寄存器，用3根线输入串行数据，8根线输出并行数据，多片级联可以输出16、24、32位等，常用于IO口扩展
数据通过SER一位一位地进来，上升沿移位SERCLK脉冲来一次就SER写一次数据，最后经上升沿锁存RCLK，将数据从左侧挪到右侧。
（弹匣装弹，霰弹枪出来的原理）
扩展多位的原理如下：
第一片板子SER里面的数据满了，就经过线送到下一片板子里，SERCLK和RCLK接在同一个位置。这样可以形成多片级联，形成更多位的输出。
3. 单片机
单片机输出端口是弱上拉的，给1的时候电流小，给0的时候VCC流回负极电流更大，如果想要将点阵直接接在单片机的端口上是不可行的，需要加一个三极管，三极管作为放大电路使用。
4. 74HC595的使用
江科大使用的单片机上74HC595模块是有接LED灯，以观察输出情况的，我买的普中板子上没有，所以只是按照看视频的理解写了相应的函数。
#include <REGX52.H>
// 重新命名，会更清晰一些，要不然容易不清楚每个口的具体含义
// P3^X：这不是异或的意思，这样的形式表示选中P3的第5位
sbit RClK = P3^5; // 上升沿锁存，置1时将SER的内容全部写入输出口
sbit SRCLK = P3^6; // 上升沿移位，置1时写入SER的内容
sbit SER = P3^4;
void _74HC595_WriteByte(unsigned char byteData)
{
unsigned char i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
SER = byteData & (0x80 >> i); // 通过这种方式取出第i位
// byteData & 0x80相当于选出最高位的数据，结果要么是1000 0000，要么是0000 0000
// 因为SER的类型是sbit，所以要么为1要么为0
// 如果结果1000 0000，SER就会被置为1
// 如果结果0000 0000，SER就会被置为0
// SRCLK原本为0，置1给一个电平写入，然后置0
SRCLK = 1;
SRCLK = 0;
}
// RClK原本为0，置1给一个电平统一转移数字，然后置0
RClK = 1;
RClK = 0;
}
void main()
{
SRCLK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
RClK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
while(1)
{
}
}
5. 点阵屏的显示
在4中函数的基础上，选中列后再对行进行选中，就可以实现点阵屏显示
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
// 重新命名，会更清晰一些，要不然容易不清楚每个口的具体含义
// P3^X：这不是异或的意思，这样的形式表示选中P3的第5位
sbit RClK = P3^5; // 上升沿锁存，置1时将SER的内容全部写入输出口
sbit SRCLK = P3^6; // 上升沿移位，置1时写入SER的内容
sbit SER = P3^4;
void _74HC595_WriteByte(unsigned char byteData)
{
unsigned char i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
SER = byteData & (0x80 >> i); // 通过这种方式取出第i位
// byteData & 0x80相当于选出最高位的数据，结果要么是1000 0000，要么是0000 0000
// 因为SER的类型是sbit，所以要么为1要么为0
// 如果结果1000 0000，SER就会被置为1
// 如果结果0000 0000，SER就会被置为0
// SRCLK原本为0，置1给一个电平写入，然后置0
SRCLK = 1;
SRCLK = 0;
}
// RClK原本为0，置1给一个电平统一转移数字，然后置0
RClK = 1;
RClK = 0;
}
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char column, byteData)
{
_74HC595_WriteByte(byteData); // 选中列
P0 = ~(0x80) >> column; // 选中指定行，给低电平点灯，column表示点亮第几行，做一个右移
// 避免显示下一个的时候出现残影，Delay后置灭
Delay(1);
P0 = 0xFF;
}
void main()
{
SRCLK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
RClK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
MatrixLED_ShowColumn(7,0xAA);
while(1)
{
}
}
对于为什么要Delay和置灭，是因为这通常是一个：
段选→位选→段选→位选→…的过程
这会导致一个问题，在执行第三个段选的时候，上一次的位选还没改变，从而导致上一次的位选和下一次的段选结合，呈现错误的结果/残影，所以正确的是：
段选→位选→延时→位清零→段选→位选→…的过程
6. 矩阵LED屏显示自定义图案
有了上面的基础，显示笑脸就很简单了，用EXCEL画出需要亮灯的部分：
第一列：0011 1100 → 3C
第二列：0100 0010 → 42
第三列：1010 1001 → A9
第四列：1000 0101 → 85
第五列：1000 0101 → 85
第六列：1010 1001 → A9
第七列：0100 0010 → 42
第八列：0011 1100 → 3C
主函数修改为：
void main()
{
SRCLK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
RClK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
while(1)
{
MatrixLED_ShowColumn(0, 0x3C);
MatrixLED_ShowColumn(1, 0x42);
MatrixLED_ShowColumn(2, 0xA9);
MatrixLED_ShowColumn(3, 0x85);
MatrixLED_ShowColumn(4, 0x85);
MatrixLED_ShowColumn(5, 0xA9);
MatrixLED_ShowColumn(6, 0x42);
MatrixLED_ShowColumn(7, 0x3C);
}
}
效果如下（长曝光）：
类似的如果是一个爱心：
第一列：0001 1000 → 18
第二列：0010 0100 → 24
第三列：0100 0010 → 42
第四列：0010 0001 → 21
第五列：0010 0001 → 21
第六列：0100 0010 → 42
第七列：0010 0100 → 24
第八列：0001 1000 → 18
主函数修改为：
void main()
{
SRCLK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
RClK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
while(1)
{
MatrixLED_ShowColumn(0, 0x18);
MatrixLED_ShowColumn(1, 0x24);
MatrixLED_ShowColumn(2, 0x42);
MatrixLED_ShowColumn(3, 0x21);
MatrixLED_ShowColumn(4, 0x21);
MatrixLED_ShowColumn(5, 0x42);
MatrixLED_ShowColumn(6, 0x24);
MatrixLED_ShowColumn(7, 0x18);
}
}
效果如下（长曝光）：
7. 矩阵LED屏显示动画
我们的LED一共是8列，显示动画的原理实际上是将每列要显示内容组成一个数组，然后每次显示其中8列，例如第一次显示数组的0-7，第二次显示数组的1-8，以此类推。
具体显示的字符动画可以利用字模提取软件获得对应的结果，使用步骤如下：
第一步：新建图像，高度为8（开发板上的高度，宽度选择对应字符长度）
第二步：模拟动画里放大格点
第三步：绘制格点：
第四步：生成点阵
接下来就可以写代码，实际上就是用循环来遍历上面的这些内容：
#include <REGX52.H>
#include "MatrixLED.h"
#include "Delay.h"
unsigned char Animation[] = {
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x81,0x42,0x3C,0x00,0x0C,0x12,0x12,0x0E,0x01,0x00,
0xFF,0x81,0x42,0x3C,0x00,0x0C,0x12,0x12,0x0E,0x01,0x00,0xFD,0x00,0x00,0x00,0x00,
}; // 字符提取软件生成
void main()
{
unsigned int i = 0, offset = 0, count = 0;
Init_Matrix_LED();
while(1)
{
for (i = 0; i < 8; i++) // for循环，8位循环显示
{
MatrixLED_ShowColumn(i, Animation[i+offset]); // offset表示数组中的便宜
}
// count这里实际上起到一个控制速度的作用，大于号后面的数字越大则动的越慢
count++;
if (count > 10)
{
count = 0;
offset++; // 增加偏移量
if (offset > 24) offset = 0; // 偏移量到临界时需要重置，避免乱码
}
}
}
这里控制速度不能用Delay，用Delay的话点阵屏上的结果会消失，这应该是我们的点亮函数会置0导致的。
效果如下：
附上MatrixLED的内容：
MatrixLED.c：
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
// 重新命名，会更清晰一些，要不然容易不清楚每个口的具体含义
// P3^X：这不是异或的意思，这样的形式表示选中P3的第5位
sbit RClK = P3^5; // 上升沿锁存，置1时将SER的内容全部写入输出口
sbit SRCLK = P3^6; // 上升沿移位，置1时写入SER的内容
sbit SER = P3^4;
#define MATRIX_LED_PORT P0
/**
* @brief 矩阵LED初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void Init_Matrix_LED()
{
SRCLK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
RClK = 0; // 初始置0，后面才更容易给电平
}
/**
* @brief 74HC595 写入一个字节
* @param 要写入的字节
* @retval 无
*/
void _74HC595_WriteByte(unsigned char byteData)
{
unsigned char i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
SER = byteData & (0x80 >> i); // 通过这种方式取出第i位
// byteData & 0x80相当于选出最高位的数据，结果要么是1000 0000，要么是0000 0000
// 因为SER的类型是sbit，所以要么为1要么为0
// 如果结果1000 0000，SER就会被置为1
// 如果结果0000 0000，SER就会被置为0
// SRCLK原本为0，置1给一个电平写入，然后置0
SRCLK = 1;
SRCLK = 0;
}
// RClK原本为0，置1给一个电平统一转移数字，然后置0
RClK = 1;
RClK = 0;
}
/**
* @brief LED点阵屏显示一列数据
* @param
* @retval
*/
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char column, byteData)
{
_74HC595_WriteByte(byteData); // 选中列
MATRIX_LED_PORT = ~(0x80) >> column; // 选中指定行，给低电平点灯，column表示点亮第几行，做一个右移
// 避免显示下一个的时候出现残影，Delay后置灭
Delay(1);
MATRIX_LED_PORT = 0xFF;
}
MatrixLED.h：
#ifndef __MATRIXLED_H__
#define __MATRIXLED_H__
void Init_Matrix_LED();
void _74HC595_WriteByte(unsigned char byteData);
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char column, byteData);
#endif
Delay.c：
#include <INTRINS.H>
void Delay(unsigned int ms) //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j;
while (ms)
{
_nop_();
i = 2;
j = 199;
do
{
while (--j);
} while (--i);
ms--;
}
}
Delay.h：
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
void Delay(unsigned int ms);
#endif