使用74HC595完成16*16led矩阵广告牌（51单片机软件仿真）

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74HC595简介（个人理解）与模块代码

软件仿真和代码 

74HC595简介（个人理解）与模块代码

SHCP是写入595芯片数据的配置

STCP是发送595芯片内信息的配置

DS是数据配置的区域

595芯片有9个输出引脚，最后一个是供给下一块串联的595使用的，下一块串联的595stcp和shcp与上一块连接的引脚一致，下一块的DS与上一块的第9个引脚相连。

实现了3位引脚当8位使用的功能，节省引脚。

595串联的数据流动规则：倘若堆了16位数据进来，前八位会被推送到第二块串联的595芯片之中，后八位放在第一块595芯片内

通用配置：

定义引脚

sbit DS=P2^1;		
sbit shcp=P2^0;
sbit stcp=P2^2;

写数值

    unsigned char i;
    for(i=0; i<8; i++)
    {
        DS = Data_row & (0x80 >> i);	// 从高到低遍历写入数据
        shcp = 0;
        _nop_();	// 软件仿真处理速度较慢，故做此延迟
        _nop_();
        shcp = 1;
    }

发送数值

   stcp = 0;
    _nop_();
    _nop_();
    stcp = 1;

软件仿真和代码 

用的pctolcd2002生成字模，这个可以设置的东西有很多，相较于其他的软件，这个更好用。

本次实验中使用的字模显示逻辑是

红色代表第一次刷新的字模；橙色代表第二次刷新的字模；蓝色代表第三次刷新的字模；绿色代表第四次刷新的字模。

显示流动刷新逻辑——一个简单的定时器输出给灯亮的那部分代码即可

主函数部分
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
#include "Delay.h"
#include "timer0.h"
#include "matrixled.h"

// 定义常量
#define TOTAL_ROWS 16
#define SHIFT_INTERVAL 100  // 定义0.1s的间隔为100

// 定义变量
unsigned char offset = 0; // 显示上升变量

// “我是龟甲”字模数组
unsigned code MatrixLed_Code[128] = {
    0x04, 0x40, 0x0E, 0x50, 0x78, 0x48, 0x08, 0x48, 0x08, 0x40,
    0xFF, 0xFE, 0x08, 0x40, 0x08, 0x44, 0x0A, 0x44, 0x0C, 0x48,
    0x18, 0x30, 0x68, 0x22, 0x08, 0x52, 0x08, 0x8A, 0x2B, 0x06,
    0x10, 0x02, 0x1F, 0xF0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1F, 0xF0,
    0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1F, 0xF0, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xFE,
    0x01, 0x00, 0x11, 0x00, 0x11, 0xF8, 0x11, 0x00, 0x29, 0x00,
    0x45, 0x00, 0x83, 0xFE, 0x04, 0x00, 0x04, 0x00, 0x0F, 0xE0,
    0x10, 0x20, 0x20, 0x40, 0x7F, 0xF8, 0xA1, 0x08, 0x21, 0x08,
    0x3F, 0xF8, 0x21, 0x08, 0x21, 0x08, 0x3F, 0xF8, 0x21, 0x08,
    0x01, 0x02, 0x01, 0x02, 0x00, 0xFE, 0x00, 0x00, 0x3F, 0xF8,
    0x21, 0x08, 0x21, 0x08, 0x21, 0x08, 0x3F, 0xF8, 0x21, 0x08,
    0x21, 0x08, 0x21, 0x08, 0x3F, 0xF8, 0x21, 0x08, 0x01, 0x00,
    0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00
};

// 扫描矩阵LED
void main(void)
{
    Timer0_Init(); // 定时器初始化
    while(1)
    {
        static unsigned char i = 0;

        // 输入两组八位的行选数据，选择十六行的其中一行点亮
        if(i < 8)
        {
            HC595_write_row(0x00);
            HC595_write_row(0x01 << i);
            HC595_Latch_row();
        }
        else  // i >= 8
        {
            HC595_write_row(0x01 << i - 8);
            HC595_write_row(0x00);
            HC595_Latch_row();
        }

        // 列选灯亮，输入两组数据，左半边一个，右半边一个
        HC595_write_column(~MatrixLed_Code[2 * (i + offset) + 1]);
        HC595_Latch_column();
        HC595_write_column(~MatrixLed_Code[2 * (i + offset)]);
        HC595_Latch_column();
        Delay(1);
        
        // 消影操作，但效果很奇怪，故注释掉了
        // HC595_write_row(0x00);
        // HC595_write_row(0x00);
        // HC595_Latch_row();

        i++;
        if(i == TOTAL_ROWS) 
            i = 0;
    }
}

// 定时器0中断服务函数
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
    static unsigned char count = 0;
    
    TL0 = 0x66;             // 设置定时初始值，1ms
    TH0 = 0xFC;
    count++;
    
    // 每隔0.1s，显示就往下移一行
    if(count == SHIFT_INTERVAL)  
    {
        count = 0;
        offset++;
        if(offset == 64) 
            offset = 0;
    }
}
74HC595控制点阵屏显示模块
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#include "Delay.h"

// 定义引脚
sbit DS=P2^1;		// 普通的是行选的74HC595
sbit shcp=P2^0;
sbit stcp=P2^2;
sbit DS1=P2^4;	// 带数字1的是行选灯亮的74HC595
sbit shcp1=P2^3;
sbit stcp1=P2^5;


// 向595芯片写行数据
void HC595_write_row(unsigned char Data_row)
{
    unsigned char i;
    for(i=0; i<8; i++)
    {
        DS = Data_row & (0x80 >> i);	// 从高到低遍历写入八位行选数据
        shcp = 0;
        _nop_();	// 软件仿真处理速度较慢，故做此延迟
        _nop_();
        shcp = 1;
    }
}

// 向595芯片写列数据
void HC595_write_column(unsigned char Data_column)
{
    unsigned char i;
    for(i=0; i<8; i++)
    {
        DS1 = Data_column & (0x80 >> i);	// 从高到低遍历写入八位行选灯亮的（列）数据
        shcp1 = 0;
        _nop_();
        _nop_();
        shcp1 = 1;
    }
}

// 触发595的行锁存
void HC595_Latch_row(void)
{
    stcp = 0;
    _nop_();
    _nop_();
    stcp = 1;
}

// 触发595的列锁存
void HC595_Latch_column(void)
{
    stcp1 = 0;
    _nop_();
    _nop_();
    stcp1 = 1;
}

定时器模块
#include <REGX52.H>

/**
  * @brief 定时器0初始化，1毫秒@11.0592MHz
  * @param 无
  * @retval无
  */

void Timer0_Init()//创建精确的时间延时或进行时间相关的任务
{
	TMOD &= 0xF0;			//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;			//设置定时器模式
	TL0 = 0x66;				//设置定时初始值
	TH0 = 0xFC;				//设置定时初始值
	TF0 = 0;				//清除TF0标志
	TR0 = 1;				//定时器0开始计时
	ET0=1;//允许中断
	EA=1;//允许总中断
	PT0=0;//配置优先级
}
Delay延时模块
#include <intrins.h>
void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char data i, j;
	while(xms--)
		{	
			_nop_();
			i = 2;
			j = 239;
			do
			{
				while (--j);
			} while (--i);
		}
	}