上海羊羽卓进出口贸易有限公司实验分享——单片机控制LED点阵实验
一、设计目的
设计一个单片机控制的LED点阵显示系统，基本要求为：LED点阵能够“心型”图形。然后在此基础上，可以自行增加功能，例如但不限于：交替显示“心型”一个自定义图形。（自定义图形可选但不限于下列图形：Δ、▲、△、◆、◇、★、☆、♀、♂等）。所谓交替显示是指点阵中依次显示A、B、C三种文字或图形（每个图形点亮若干时间）并循环往复。
二、设计任务及要求
1.学习课程资料中附上的“普中51单片机开发攻略--A5(V5.5).pdf” 其中的第16 章LED 点阵实验。
2.学习完该内容后，设计一个单片机控制的LED点阵显示系统，基本要求为：LED点阵能够“心型”图形。然后在此基础上，同学们可以自行增加功能，例如但不限于：交替显示“心型”一个自定义图形。（自定义图形可选但不限于下列图形：Δ、▲、△、◆、◇、★、☆、♀、♂等）。所谓交替显示是指点阵中依次显示A、B、C三种文字或图形（每个图形点亮若干时间）并循环往复。
3.使用单片机开发板可能需要用到的知识及软件：
详见“普中51单片机开发攻略--A5(V5.5).pdf” --2.2 开发板使用方法（18到25页内容）
三、方案设计
首先将符号进行字模提取，并且编写程序，将单片机的2口和3口作为输出口，分别接入LED点阵的上下两排引脚。使用扫描的方式，使LED点阵可以正常的显示。进一步设计，增加延时函数，使得在一个图形显示完后，能够紧接着显示另一个图像，并循环往复，最终完成设计。
（一）前期准备
心形点阵图
图片
图片
图片
（二）软件设计
#include<reg52.h>
char code hang0[]={0x18,0x24,0x42,0x84,0x84,0x42,0x24,0x18};
char code hang1[]={0x18,0x24,0x42,0x81,0x81,0x42,0x24,0x18};
char code hang2[]={0x18,0x3C,0x7E,0xFF,0xFF,0x7E,0x3C,0x18};
char code lie1[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};
char code lie0[]={0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE};
int i;
int num;
int m;
int n;
int c;
void delay(int a)
{
while(a--);
}
void main(){
int t;
t=6;
n=0;
while(1){
n++;
c=n%2;
for(i=0;i<1500;i++){
if(i<500)
{
for(num=0;num<8;num++){
if(c==0){
P1=lie0[num];
}else{
P3=lie0[num];
}
P2=hang0[num];
delay(t);
}
}
if(i>=500&&i<1000)
{
for(num=0;num<8;num++){
if(c==0){
P1=lie0[num];
}else{
P3=lie0[num];
}
P2=hang1[num];
delay(t);
}
}
if(i>=1000)
{
for(num=0;num<8;num++){
if(c==0){
P1=lie0[num];
}else{
P3=lie0[num];
}
P2=hang2[num];
delay(t);
}
}
}
}
}
四、调试及结果
实物图1
实物图2
五、设计总结
单片机控制LED点阵的实验设计总结如下：
1. 材料准备：准备LED点阵、单片机开发板（如Arduino、Raspberry Pi等）、面包板、导线等。
2. 连接电路：将LED点阵与单片机开发板连接起来，确保正确的极性和接线。通常需要使用导线和电阻来连接。
3. 编程：编写控制LED点阵的程序，包括控制LED灯的亮灭、行列扫描和显示图案等功能。具体的编程语言和代码逻辑根据使用的单片机和开发板而有所不同。
4. 上传程序：将编写的程序上传到单片机开发板上。
5. 测试：开启单片机开发板，观察LED点阵是否按照预期的方式显示。可以测试不同的图案、动画或文字，并确保LED点阵能够正确显示。
6. 调整和改进：根据测试结果进行调整和改进，确保LED点阵能够准确显示设计好的图案。
总的来说，单片机控制LED点阵的实验设计需要包括硬件连接和软件编程，通过这个实验可以更好地理解单片机控制外围设备的原理，并且锻炼了编程能力和电路连接能力。
基于STM32F103的单片机编程入门LED闪烁实验
STM32F103是STM32系列中非常经典的一款。LED闪烁实验主要目的是让初学者熟悉单片机的基本开发流程和编程方法。
原理:
LED灯本身是一种发光二极管,可以发出不同颜色的光。它具有极性,正极连接电源,负极接地时可以发光。我们通过stm32的GPIO口输出高低电平来控制LED的亮灭。
stm32的GPIO可配置为推挽输出。当输出高电平(1)时,端口输出与电源电压相同的电平,此时LED灯导通发光。当输出低电平(0)时,端口输出接地,LED灯截止熄灭。
通过循环改变GPIO的输出电平,我们可以反复让LED灯在点亮和熄灭之间切换,由于人眼的视觉残留效应,会产生视觉上的闪烁效果。为了避免LED频繁点亮熄灭对硬件的影响,我们在改变GPIO输出状态之间添加一定的延时,这样可以很容易地用代码方式实现LED的闪烁,这是stm32控制外设的一个典型案例。
实验主要步骤：
硬件电路连接
使用面包板进行接线,将LED灯、限流电阻连接到STM32F103开发板的GPIO口(以PB1作为实例),再连接好电源。这个电路非常简单,主要起到演示和验证的作用。
软件设计
我们可以使用基于Eclipse的STM32CubeIDE进行开发。首先需要配置工程选项,包括目标MCU型号STM32F103、时钟设置等参数。然后编写主函数,实现LED闪烁控制逻辑。
/* 定义LED连接的GPIO端口和引脚 */#define LED_PIN GPIO_Pin_1#define LED_PORT GPIOBint main(void){/* 初始化LED相关GPIO */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.Pin = LED_PIN;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStruct);while (1) {/* LED灯亮 */GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN);/* 延时函数 */Delay(500);/* LED灯灭 */GPIO_ResetBits(LED_PORT, LED_PIN);/* 延时函数 */Delay(500);}}
上面是基于STM32F103的主要控制代码。通过设置GPIO电平来控制LED的亮灭,实现闪烁效果。代码中对具体的MCU型号相关内容(如GPIO端口定义)做了指定。
程序调试
编写完代码后,可以直接在开发板上调试运行,验证LED闪烁效果。
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