实验9-Ch9-P192-16×16LED点阵文字移动电路设计与仿真.docx

### 实验九：16×16 LED点阵文字移动设计与仿真 #### 实验目的 本实验的主要目的是让学生理解并掌握如何通过编程控制16×16 LED点阵显示文字，并实现文字在LED点阵上的移动效果。通过此次实验，学生能够进一步熟悉微控制器的I/O端口操作，了解如何利用延时函数来实现动态显示，以及如何通过循环结构控制文字的移动。 #### 实验原理 在实验中，采用的是16×16 LED点阵，它由256个发光二极管（LED）组成，排列成16行16列的形式。每个LED可以单独控制点亮或熄灭，因此可以通过控制不同的LED组合来显示各种图案或文字。 为了实现文字的移动效果，需要将文字分解为一系列的字形码，然后通过程序控制这些字形码按照一定的顺序和速度在LED点阵上显示。本实验中使用了两个数组`string1`和`string2`分别存储文字的上半部分和下半部分的字形码，通过循环遍历这两个数组，结合延时函数`delayms()`来实现文字的动态显示和移动。 #### 实验步骤及代码解析 ##### 定义头文件及宏定义 ```c #include<reg51.h> // 引入51系列单片机头文件 #define uchar unsigned char // 定义uchar类型为unsigned char #define out0 P0 // 将P0端口定义为字形码输出 #define out1 P1 // 将P1端口定义为列选通输出 sbit P20=P2^0; // 74LS245 使能控制信号 sbit P21=P2^1; // 74LS245 使能控制信号 ``` 这里定义了几个宏，用于简化后续代码中的端口操作。同时引入了`reg51.h`头文件，这是51系列单片机开发常用的标准库文件之一，包含了对51系列单片机内部寄存器的定义。 ##### 字形码数组定义 ```c uchar code string1[ ]={ // 文字上半部分字形码 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, /*0*/ // ... 省略部分数据 ... }; uchar code string2[]={ // 文字下半部分字形码 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, /*0*/ // ... 省略部分数据 ... }; ``` 上面定义了两个数组`string1`和`string2`，分别存储了文字的上半部分和下半部分的字形码。每个字形码对应一个8位的二进制值，用来控制该行的16个LED的亮灭状态。 ##### 延时函数 ```c void delayms(uchar xms) // 延时函数 { uchar i,j; for(i=xms;i>0;i--) for(j=20;j>0;j--); } ``` 延时函数`delayms()`用于控制LED点阵的刷新频率。这个函数通过嵌套循环实现了一定时间的延时，参数`xms`表示延时的时间长度（毫秒数）。通过调整这个函数中的循环次数，可以改变延时的长短，进而影响文字移动的速度。 ##### 主函数 ```c void main() // 主函数： { uchar num; uchar n,k; while(1) { for(n=0;n<96;n++) // 显示 96 个字型码 { for(k=0;k<40;k++) // 每屏显示 40 次 { for(num=0;num<16;num++) // 逐步选通 16 列 { // 循环遍历16列，每次选通一列并显示相应的字形码 // 这里省略了具体的输出代码，因为题目中只提供了部分代码片段 } } } } } ``` 主函数`main()`是整个程序的核心，它实现了文字在LED点阵上的显示和移动。程序采用了三个嵌套循环结构，外层循环控制显示的文字数量（96个字型码），中间循环控制每屏显示的次数（40次），内层循环则是选择当前显示的列（共16列）。通过这种循环结构，可以实现在LED点阵上的文字逐列显示，并且随着外层循环的变化，文字会逐渐向左移动。 #### 实验总结 本次实验通过编写C语言程序，成功实现了在16×16 LED点阵上显示文字，并控制文字从右到左的移动。通过这次实验，学生不仅掌握了基本的单片机编程技能，还学习了如何使用数组来存储字形码、如何通过延时函数实现动态显示等技术。这对于今后进行更复杂的项目设计和开发具有重要的实践意义。