用51单片机+74HC595控制LED，程序怎样实现整体渐变（595不接OE脚）

如果你是静态显示，那么灰度是没戏了。如果是动态显示，那就先点亮一个LED，再将595的数据刷新，令所有的LED灭掉，然后亮第二个LED，再将595的数据刷新，令所有的LED灭掉，如此循环，来控制LED点亮的占空比就可以控制灰度了。但这个办法的关键是你刷新的频率一定要足够高，不然就会产生闪烁。

其实，你电路中最大的问题就是OE脚被你锁死了，通常的产品都是靠这个引脚来控制灰度的。另外，595到LED之间最好再加一级驱动芯片，例如，2003，2803，否则595驱动电流不足，很容易烧坏。

各种显示，时间，温度等功能。

给你一个参考：

可以去我的博客下载：

LED 点阵汉字显示屏

概 述

这次比赛制作由于时间紧，同时为了降低制作难度， 仅作了四个字的轮流显示，实际使用时可根据这个原理自行扩充显示的字数。

设计制作主要运用于学校的宣传栏，如：本科评估的各种信息，学校学院重要通知，天气预报等各种信息。

系统设计

一 硬件电路

（1）系统组成：

主要硬件电路：LED 点阵条屏是由 16 个 88 的 LED 点阵块组成，形成 1664 矩形点阵，以AT89S51为控制核心。显示屏的其他主要硬件有：

① 带锁存输出的 8位移位寄存器74HC595，作为LED的列线驱动输入；

② 四六译码器 74LS154，作为 LED行线的译码选择（实际制作中考虑成本问题改为两个74HC138联合）；

③ 三极管 9012，连接四六译码器的十六个输出端，作为开关使用，驱动LED的行线。

图二 AT89S51单片机最小系统

AT89S51相关器件连接的接脚如下：PA0-PA3连接4-16译码器的输入口A，B，C，D；PB0-PB3连接74HC595的输入口 SI，SCK，RCK；PD6-PD7作串口通信使用连接RxD,TxD 两个三八译码器74LS138组成的16个输出端连接 16 个 9012的三极管的基极 B，发射极E 连接5V电源，集电极C连接到三个汉字点阵的16 个行线控制端。 点阵的 48 列数据线驱动由 6 片 74HC595 级联组成，前一片 74HC595 的 Q’H 引脚连接下一片的SI引脚，各片的SCK、RCK、SRCLR、G引脚分别并联。

（2）LED点阵块

图三 LED点阵块

88的LED点阵为单色行共阴模块，单点的工作电压为正向（Vf)=18 v ,正向电流（IF）= 8-10 mA 。静态点亮器件时（64点全亮）总电流为 640mA，总电压为 18 v，总功率为 115 W。动态时取决于扫描频率（1/8或1/16秒），单点瞬间电流可达 80-160 mA。 1616点阵静态时161610mA,动态时单点电流80-160mA。

实际测试：整机电流700 mA

（2） 移位寄存器74HC595

图四 74HC595内部逻辑图

74HC595是带锁存输出的8位移位寄存器，其管脚见下图，其中SI是串行数据的输入端；VCC、GND分别为电源和地；RCK是存储寄存器的输入时钟，SCK是移位寄存器的输入时钟，SCLR是移位寄存器的输入清除，Q’H是串入数据的输出，G是对输入数据的输出使能控制，QA~QH串入数据的并行输出。从SI口输入的数据在移位寄存器的SCK脚上升沿的作用下输入到74HC595中，在RCK脚的上升沿作用下将输入的数据锁存在74HC595中，当G为低电平时时，数据并行输出。SCLR为移位寄存器的输入清除端。

（3） 74HC138以及驱动电路

图五 74HC138以及驱动电路实物图

4-16线译码器（用两块74HC138组成），其管脚如图所示，A，B，C，D为译码的输入端，值的区间从0000到1111，Y1~Y15是对应A，B，C，D四个输入引脚的输出脚，其中选中的线用输出低电平，没有选中的输出高电平，G1、G2是使能端，只有输入相应D低电平才能使译码器正常工作。

驱动三极管为16个9012，用万能板焊接。

二 软件设计

单片机方的程序设计 单片机在LED点阵汉字显示系统中主要负责数据的接收、存储和扫描显示 LED点阵屏三大主要功能。串行移动的子程序设计 这是一个通用子程序，在显示子程序中都要被调用，功能是移位寄存器 74HC595接收单片机发出的点阵行数据，逐位移动到对应位置后再进行锁存和输出工作，同时对四六译码器进行开关工作，控制屏幕的显示。

部分程序：初始化程序：

#include <AT892051H>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define SPEED 3

uchar col,disrow;

uint word;

uchar code HZ[];

uchar BUFF[6];

void loadoneline(void);

void sendoneline(void);

发送部分程序：

void sendoneline(void)

{

char s;uchar inc;

if(col<8)inc=0;else inc=1;

for(s=4+inc;s>=0+inc;s--)

{

SBUF=two_onebyte(BUFF[s],BUFF[s+1]);

while(!TI);TI=0;

}

}

三 调试

调试主要分为硬件调试和软件调试：

硬件调试：在焊接电路板的时候，应该从最基本的最小系统开始，分模块，逐个进行焊接测试。在对各个硬件模块进行测试时，要保证软件正确的情况下去测试硬件，要不然发生错误时，不知道到底是哪一方出错了。当然，在设计的过程中也存在着失误和不足。

软件调试：软件部分是先参考书上的例子，然后自己根据硬件电路写程序，由于以前所学是C语言，所以这个系统在编写程序过程中都采用C语言编写。刚刚开始，编写不会一次性通过，经过仔细分析修改最后编译成功。但是，在实际写如S51中，LED显示屏出现各种各样的乱码，通过再次认真仔细分析多次修改程序后，程序能够正常运行。

四 总结

在 LED点阵汉字显示屏的设计过程中，学到了很多东西，基本了解了整个嵌入式开发的流程。例如，在进行整个设计之前，应该先根据需求分析，对单片机进行选型，然后对各个硬件模块进行搭试。在画PCB电路板的时候，要注意基本的布板原则。例如，在进行PCB布板的时候，滤波电容不够靠近芯片的电源脚和地脚。在进行搭试点阵块的时候，因为电压过高，导致点阵块损坏。这次第一届电子设计制作，本人受益非浅，在以后的电子设计制作过程中一定吸取教训。

参考文献：

[1]何立民．单片机应用技术选编[M]．北京：北京航空航天大学出版社．1998．

[2]杜春雷．如何使用Visual Basic 6．0 dP3~ [M]．北京：机械工业出版社，1999．

[3]孙育才．新型AT89S51系列单片机及其应用[M]．北京：清华大学出版社．2005．

经验小结：

1，在头文件增加“#pragma SRC(LEDASM)”语句，可以生成汇编文件，对于理解

汇编语言程序是有很大的好处的。

2，在制作PCB板过程中，业余条件下很难做双面板，不地不做的时候考虑如何布

线才能达到最优最好。

3，在“”；Keil C51软件的安装，按照该软件

的安装，可以得到无限量的程序编译。因为在写程序的过程中发现，KEIL C51 只

能编译2K的程序代码，不够用。用C编写，感觉很容易理解。程序编写过程中最好

是先参考别人的程序，再修改能不能实用自己的程序要求，之后才自己去编写完

全属于自己的程序。

4，单片机仿真软件 PROTEUS 也是很不错的。在上面可以仿真很多东西。

设想：

1，可以挂在学校的十字路口，提供日期，时间，温度，湿度等天气信息，服务广大同学。

2，可以和电脑相连接，实现同步显示。做一个完整的系统。

进一步学习下面的软件或者语言（知识）：

BV

protel 99 se

keil c51

proteus

c/c++

easy isp 51

Easy 51Proexe

2007-5-25

下面为静止显示“农林大学”四个字的程序：

#include <REG51h>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar disrow;

uchar code HZ[];

uchar BUFF[9];

void loadonelineandsend(void);

//

//

void main(void)

{

while(1)

{

for(disrow=0;disrow<16;disrow++)

{

loadonelineandsend();

P1=0x10+disrow;

P1=0x20+disrow;

}

}

}

//

void loadonelineandsend(void)

{

uchar s;

int q;

q=0;

for(s=0;s<4;s++)

{

BUFF[q]=HZ[32s+disrow2];

BUFF[q+1]=HZ[32s+disrow2+1];

SBUF=255-BUFF[q+1];

while(!TI);TI=0;

SBUF=255-BUFF[q];

while(!TI);TI=0;

}

}

//

/农林大学/

uchar code HZ[]=

{

0x01,0x00,0x01,0x00,0x7F,0xFE,0x41,0x02,0x81,0x04,0x02,0x00,0x02,0x08,0x05,0x18,

0x09,0x20,0x18,0xC0,0x28,0x80,0x48,0x40,0x88,0x30,0x0A,0x0E,0x0C,0x04,0x08,0x00,

0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x24,0xFE,0xFE,0x08,0x20,0x18,0x60,0x1C,0x70,

0x2A,0xA8,0x28,0xAE,0x49,0x24,0x8A,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,

0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x04,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x02,0x80,

0x02,0x80,0x02,0x40,0x04,0x40,0x04,0x20,0x08,0x10,0x10,0x0E,0x60,0x04,0x00,0x00,

0x22,0x08,0x11,0x08,0x11,0x10,0x00,0x20,0x7F,0xFE,0x40,0x02,0x80,0x04,0x1F,0xE0,

0x00,0x40,0x01,0x84,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,0x00,

};

这样接是可以实现的！

没有级联的74HC595，不知道是出于什么样的考虑，不过是可以实现的。

你仔细看一下手册会发现：只有STCP脚上有上升沿时，595的移位寄存器中的数据才会输出到595的IO口上。因此，照现在的情况你要分别编两个595的驱动！

1、先向第一个595内发8位串行数据，然后给第一片595的STCP脚一个上升沿，另一片595STCP脚电平保持不变，此时虽然第二片595移位寄存器内的数据也跟着变化，但是由于STCP脚没有上升沿，所以第二片595的IO口的状态不发生变化；

2、再向第二个595内发8位串行数据，然后给第二片595的STCP脚一个上升沿，另一片595STCP脚电平保持不变，此时虽然第一片595移位寄存器内的数据也跟着变化，但是由于STCP脚没有上升沿，所以第一片595的IO口的状态不发生变化；

如此循环1、2、步骤，当可实现分别控制两片595的目的。

不过这个做板子的大哥还真有才。你这不会是一道面试题吧！！

又不明白的QQ：28361319

595的使用:

第一步：目的：将要准备输入的位数据移入74HC595数据输入端上。

方法：送位数据到_595。

第二步：目的：将位数据逐位移入74HC595，即数据串入

方法：SCK_595产生一上升沿，将PSI_595上的数据移入74HC595中从低到高

第三步：目的：并行输出数据。即数据并出

方法：P11产生一上升沿，将由SI_595上已移入数据寄存器中的数据送入到输出锁存器。

说明： 从上可分析：从SCK_595产生一上升沿(移入数据)和RCK_595产生一上升沿(输出数据)是二个独立过程，实际应用时互不干扰。即可输出数据的

同时移入数据。

74hc595的引脚说明：

数据端：

QA--QH: 八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。

QH': 级联输出端。将它接下一个595的SI端。

SI: 串行数据输入端。

控制端：

/SCLR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。

SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。QA-->QB-->QC-->-->QH;下降沿移位寄存器数据不变。(脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级)

RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。通常我将RCK置为低点平，当移位结束后，在RCK端产生一个正脉冲(5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级)，更新显示数据。

/G(13脚): 高电平时禁止输出(高阻态)。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。

注1)74164和74595功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装，体积也小一些。

2)74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。

3)595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，它的使用方法很简单，在正常使用时SCLR为高电平， G为低电平。从SER每输入一位数据，串行输595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，它的使用方法很简单，如下面的真值表，在正常使用时SCLR为高电平， G为低电平。从SER每输入一位数据，串行输入时钟SCK上升沿有效一次，直到八位数据输入完毕，输出时钟上升沿有效一次，此时，输入的数据就被送到了输出端。入时钟SCK上升沿有效一次，直到八位数据输入完毕，输出时钟上升沿有效一次，此时，输入的数据就被送到了输出端。

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