利用定时器中断方式控制led灯的闪烁速度

LED点阵

实验目的和要求

了解LED点阵显示的基本原理和实现方法。掌握点阵汉字库的编码和从标准字库中提取汉字编码的方法。

实验设备

单片机测控实验系统，LED点阵显示器实验模块，Keil开发环境，STC-ISP程序下载工具

实验内容

了解16*16点阵电路的原理，编写汇编语言程序。编写一行汉字字符（至少三个字）的显示程序。能够从左到右（或从右到左）循环显示（要求显示过程中字的大小与屏幕尺寸相适应）。

实验步骤

掌握点阵式LED显示屏的控制方法；
使用MCS-51汇编语言，使用LED点阵显示器显示出正确的汉字字符及动态效果；
将编译后的程序下载到51单片机，观察LED显示屏的显示结果。

实验原理

高亮度LED发光管构成点阵，通过编程控制可以显示中英文字符、图形及视频动态图形。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库（如ASC16、HZ16）中提取。后者需要正确掌握字库的编码方法和字符定位的计算

实验用的LED点阵显示屏为16*16点阵。

行和列分别使用两个移位寄存器作为输出。

当移位寄存器输出的第i行为0，第j列为1时点亮点(i,j)。

为了能够显示出一个点阵字型，需要进行循环扫描，也就是每一次只点亮一行，然后在列上输出该列对应的16个点阵值。

输出一行后暂停一段时间，输出下一行。为了达到较好的显示效果，整屏总的扫描时间不高于40ms。

上述过程中行列可以互换。

实验中使用的移位寄存器是74HC595，它是一个同时具有串行移位和输出锁存驱动功能的器件。

74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。

数据在SRCK（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在R（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。移位寄存器有一个串行移位输入（行Dx（P00）、列Dy(P03)），和一个串行输出（QH）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能（P02和P07为低电平）时，存储寄存器的数据输出到总线。

实验代码

;使用中断来同步，摘自程序中断的典型例子
ORG 0000H                   ;复位起始地址LJMP START
ORG 000BH                   ;中间地址保留给中断向量表LJMP EINT0              ;定时器0中断程序入口地址
ORG 0040H                   ;程序实际起始地址

START:
OE1 EQU P0.7                ;存储器x方向使能端口
OE2 EQU P0.4                ;存储器y方向使能端口
SER1 EQU P0.0               ;移位寄存器串行行输入口Dx
SER2 EQU P0.3               ;移位寄存器串行列输入口Dy
SRCK1 EQU P0.1              ;移位寄存器x方向时钟输入口
SRCK2 EQU P0.5              ;移位寄存器y方向时钟输入口
RCK1 EQU P0.2               ;存储器x方向时钟输入口
RCK2 EQU P0.6               ;存储器y方向时钟输入口
MOV DPTR,#TABLE1            ;表首地址
MOV TMOD,#01H               ;定时器控制字，选择定时器工作方式为定时
MOV IE,#82H                 ;中断允许屏蔽控制字，中断设置，定时器0允许中断

L0:
MOV R4,#0                   ; 偏 移 L2:
MOV R3,#01FH                ;时间控制，一个屏幕的时间<40ms

S0:
MOV R0,#15                  ;行控制S00:
CLR SRCK1                   ; 行 清 零
CLR SER1                    ; 行 数 据 清 零
SETB SRCK1                  ;上升沿读入数据
DJNZ R0,S00                 ;自减一，循环


S1:
MOV R0,#0
CLR SRCK1   ;从第一开始选中
SETB SER1
SETB SRCK1


S2:
MOV A,R0 ; 计 数 器ADD A,R4
MOVC A,@A+DPTR  ;寻址，将R0,R4控制的地址取出MOV R1,#8 ;前8位，循环控制


S3:
CLR SRCK2
RRC A        ; 向 右 移
MOV SER2,C  ;溢出一位给C
SETB SRCK2  ;上升沿输出数据

DJNZ R1,S3  ;R1！=0，则跳转S3
INC R0
;重复第二组8位
MOV A,R0
ADD A,R4
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#8

S4:
CLR SRCK2
RRC A
MOV SER2,C
SETB SRCK2
DJNZ R1,S4
INC R0

S5:
CLR RCK1
SETB RCK1
CLR RCK2
SETB RCK2
CLR OE1 ;使能段有效
CLR OE2
LCALL TIME  ;长跳转SETB OE1
SETB OE2
CLR SRCK1;下一行
CLR SER1
SETB SRCK1


CJNE R0,#32,S2 ;不相等跳转，一个屏幕的32个8
DJNZ R3,S0 ;不等于零跳转窗口大小固定

MOV A,R4
ADD A,#2
MOV R4,A
CJNE R4,#128,L2   ;四个字，4×32，32个8位是一个字，结束之后，循环回到开始 。
LJMP L0

TIME:           ; 延 迟 实 现
MOV TH0,#0FFH
MOV TL0,#3CH      ;0.2ms
SETB TR0
MOV R7,#0H

T11:
CJNE R7,#1H,T11
RET


;定时器0中断处理程序
EINT0:
MOV R7,#1H
RETI

TABLE1:
DB 20H,00H,24H,00H,24H,0FCH,24H,88H,24H,88H,24H,88H,0FCH,88H;
DB 24H,88H,24H,88H,24H,88H,24H,0FCH,24H,00H,20H,00H,00H,00H;"?",0


DB 10H,40H,11H,80H,16H,00H,0FFH,0FCH,12H,00H,11H,00H,00H,20H;
DB 10H,0C0H,13H,00H,0FFH,0FCH,13H,00H,10H,0C0H,10H,20H,00H,00H;"?",1


DB 08H,04H,08H,04H,08H,08H,08H,10H,08H,60H,0BH,80H,0FCH,00H;
DB 0BH,80H,08H,60H,08H,10H,08H,08H,08H,04H,08H,04H,00H,00H;"?",2


DB 1CH,40H,10H,40H,92H,40H,52H,40H,12H,44H,92H,44H,52H,0FCH;
DB 12H,0C0H,33H,40H,52H,40H,90H,40H,10H,40H,1CH,40H,00H,00H;"?",3
END

流程图

思考题

1. 如何使用软件调整和控制LED点阵的亮度？

对于LED显示屏，点的亮度值对应于有效的显示时间，这是由列的显示时间来实现的，时间越长，亮度越高。

2.如何尽量避免显示过程中的闪烁？

对于用户来说，显示频率越高，屏的视觉稳定性越强；显示频率越低，屏的视觉稳定性越差，即显示屏看起来会有闪烁和抖动的现象。因此为避免显示过程中的闪烁，应提高显示频率。

3.如何将本实验的软硬件推广到多行多列的LED显示屏（如64*1280）？

可以多增加几个控制行列的移位寄存器。

实验过程中的问题和收获

收获：在本次实验中了解到了LED点阵的原理。