007-变量的作用域和LED点阵
变量
一、局部变量和全局变量
- 局部变量：函数内申明的变量，只在函数内有效。
- 全局变量：函数外部申明的变量。一个源程序文件有一个或者多个函数，全局变量对他们都起作用。
备注：全局变量有副作用，降低了函数的独立性，降低函数的通用性，能用局部变量不用全局变量。
二、变量的存储类型
- 自动变量：局部变量不加static修饰即属于自动变量，也叫动态变量。
- 静态变量：所有的全局变量都是静态变量，局部变量加了static关键字也属于静态变量。
例如：
void main()
{
unsigned char i; //自动变量
static unsigned char j; //静止变量
}
点阵LED
由于普中A2开发板的8×8点阵LED由74HC595控制DPa~DPh,所以先介绍74HC595芯片。
-
74HC595是一个8位串行输入、并行输出的位移缓存器，其中并行输出为三态输出（即高电平、低电平和高抗）。
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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SCK的上升沿输入，在 RCK 的上升沿进入到存储器中。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行输入（DS），和一个串行输出（Q7 非），和一个异步的低电平复位， 存储寄存器有一个并行 8 位的， 具有三态的总线输出， 当 MR 为高电平，OE 为低电平时，数据在 SHCP 上升沿进入移位寄存器，在 STCP 上升沿输出到并行端口。
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74HC595管脚图
备注：疑似管脚名称有误，为了方便学习普中A2板子，所以依据提供的图来看
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15和1至7脚：QA~QH——并行数据输出，简记为并出；
9脚：QH'——串行数据输出，简记为串出；
10脚：SRCLR非（ MR）——低电平复位引脚
11脚：SRCLK（SHCP）——移位寄存器时钟输入，简记为输入开关；
12脚：RCLK（STCP）——存储寄存器时钟输入，简记为输出开关；
13脚：OE非——输出有效
14脚：SER（DS）——串行数据输入，简记为串入，输入的八位数字由此进入； -
工作过程（个人理解）：
- 初始化：SRCLK为0，RCLK为1；此时SER口有八位数字，从高位到低位依次为“76543210”；
- 写入：第7位数字写入SER；
- SRCLK由0->1(上升沿到达)，SER中的第7位数字通过移位寄存器到达QH；
- SRCLK由1->0(下降沿到达)，第6位数字写入SER；
- SRCLK由0->1(上升沿到达)，SER中的第6位数字通过移位寄存器到达QG；
- 循环移动八位数字由高位至低位到达QH至QA，但数据还没有被输出；
- RCLK由0->1,QH至QA中的全部数据一次性被输出；
- 正确的74HC595管脚图应该为下图：
实验一：实现点亮8×8点阵LED左上角第一个灯
#include "reg51.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存
#include "intrins.h"
//功能：点亮8×8点阵LED左上角的小灯
//目标：P0^7 = 0；DPh = 1,其他为0
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
//定义使用的IO口
sbit SRCLK=P3^6;
sbit RCLK=P3^5;
sbit SER=P3^4;
sbit LED=P0^7;
/*
* 函 数 名 : Hc595SendByte(u8 dat)
* 函数功能 : 通过 595 发送 1 个字节的数据
* 输 入 : dat： 1 个 595 输出数值
* 输 出 : 无
*/
void Hc595SendByte(u8 dat)
{
u8 a;
SRCLK = 1;
RCLK = 1;
for(a=0;a<8;a++) //发送 8 位数
{
SER = dat >> 7; //从最高位开始发送
dat <<= 1;
SRCLK = 0; //发送时序
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
RCLK = 0;
_nop_();
_nop_();
RCLK = 1;
}
/*
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*/
void main()
{
LED=0; //使第一列为低电平。
while(1)
{
Hc595SendByte(0x80); //1000 0000
}
}
备注及说明：
- 所实现的结果有Bug,表现为DPh控制的小灯错误规律闪烁，问题暂未解决。
实验二：实现8×8点阵LED第一列的流水动态显示
#include<reg52.h> //头文件
#include<intrins.h> //头文件
sbit SRCLK = P3^6; //74HC595使用的IO定义
sbit LCLK = P3^5; //LCLK即为RCLK，如果使用#include<reg51,h>,则无需更改
sbit SER = P3^4;
//74HC595发送函数
void Hc595SendByte(char date) //定义74HC595的发送函数
{
unsigned char a;
SRCLK = 1;
LCLK = 1;
for(a=0;a<8;a++) //发送8位数
{
SER = date >> 7; //从最高位开始发送
date <<= 1;
SRCLK = 0; //发送时序
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
LCLK = 0;
_nop_();
_nop_();
LCLK = 1;
}
//延时函数
void delay(int i)
{
while(i--);
}
//主函数
void main()
{
unsigned char ledNum;
unsigned char direction = 0; //0左移
P0 = 0x7F; //保证第一列为低电平
ledNum = 0xEF; //1111 1110
while(1)
{
Hc595SendByte(ledNum); //1111 1110
delay(50000);
ledNum = _crol_(ledNum, 1); //_corl_为循环左移
}
}
备注及说明：
#include<51.h>和#include<reg52.h>的区别是：获取变量地址不同、寄存器地址不同、扩展不同。
1.获取变量地址不同
（1）reg51：reg51声明变量后，不能用取地址运算符&获取其地址，编译无法通过，编译器会提示非法操作。
（2）reg52：reg52声明变量后，能用取地址运算符&获取其地址，编译能通过，编译器不会提示非法操作。
2.寄存器地址不同
（1）reg51：reg51有任何一种型号的51单片机都有的基本SFR寄存器的地址，没有T2和DPTR1寄存器的地址。
（2）reg52：reg52是对REG51进行扩充，增加了T2和DPTR1寄存器的地址。#include<intrins.h>应用于程序设计，一般出C51单片机编程中，一般程序中需要使用到空指令_nop_();字符循环移位指令_crol_等时使用。- 这里用到了_crol_这个外部函数，表达的意思是：循环左移。这个函数是包含在"intrins.h"中。
- 关于_corl_（cror）和<<(>>)的区别：
注意循环左移和LED = LED<<1;的区别：
如果这里LED = 0xfe;也就是0x1111 1110;
则LED = LED << 1;后LED的结果为0x1111 1100，最右一位填入了0。
LED = _crol_(LED,1);面的有两个参数，LED是将要左移的数据，1表示将要左移的位数，如果为2就是左移2位。
LED = _crol_ (LED,1);后LED的结果为0x1111 1101,最右一位是左移消逝的第7位。
实验三：利用中断函数实现点阵LED的全亮效果
#include<reg52.h> //头文件
#include<intrins.h>
//功能：利用中断函数实现点阵LED的全亮效果
//定义使用的IO口
sbit SER = P3^4;
sbit LCLK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
//定义8×8点阵LED的列选通信号，一次亮一列
unsigned char dian_zhen_LED[8] = {0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
//申明74HC595发送函数
void HC595Send(char date);
//主函数
void main()
{
TMOD = 0x01; //设置定时器,晶振频率12Mhz,计次间隔1ms
TH0 = 0xFC;
TL0 = 0x18;
TR0 =1;
EA = 1; //打开中断总开关
ET0 = 1; //打开T0中断开关
while(1); //保持持续刷新
}
//定义74HC595发送函数
void HC595Send(char date)
{
unsigned char a;
SRCLK = 1; //74HC595初始状态定义
LCLK = 1; //74HC595初始状态定义
for(a=0; a<8; a++) //从高位到低位依次发送8位数字
{
SER = date >> 7;
date <<= 1;
//SRCLK由0->1(上升沿到达),一位数字通过移位寄存器到达QH至QA中某一位，但数据还没有被输出
SRCLK = 0;
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
LCLK = 0; //RCLK由0->1,QH至QA中的全部数据一次性被输出
_nop_();
_nop_();
LCLK = 1;
}
//中断函数
void InterruptTime0() interrupt 1 //中断类型为T0中断，1为中断编号
{
static unsigned char i = 0; //此处要加static定义为静态变量，否则每次只执行“case 0”语句
TH0 = 0xFC; //设置定时器,晶振频率12Mhz,计次间隔1ms
TL0 = 0x18; //注意：右移TF0溢出时，进入定时器中断硬件自动清零，不在需要软件清零，省略语句TF0=0；
P0 = 0xFF; //消除鬼影
HC595Send(0xFF); //使DPh至DPa保持高电平
switch(i) //
{
case 0: P0 = dian_zhen_LED[i];i++;break;
case 1: P0 = dian_zhen_LED[i];i++;break;
case 2: P0 = dian_zhen_LED[i];i++;break;
case 3: P0 = dian_zhen_LED[i];i++;break;
case 4: P0 = dian_zhen_LED[i];i++;break;
case 5: P0 = dian_zhen_LED[i];i++;break;
case 6: P0 = dian_zhen_LED[i];i++;break;
case 7: P0 = dian_zhen_LED[i];i=0;break;
default:break;
}
}
实验四：实现8×8点阵LED显示“爱心”图案
#include<reg52.h> //头文件
#include<intrins.h>
//定义使用的IO口
sbit SER = P3^4;
sbit LCLK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
//定义图案“爱心”取模参数
unsigned char ai_xin[8] = {0x30,0x78,0x7C,0x3E,0x3E,0x7C,0x78,0x30,};
//定义8×8点阵LED的列选通信号，一次亮一列
unsigned char dian_zhen_LED[8] = {0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
//申明74HC595发送函数
void HC595Send(char date);
//申明延时函数
void delay(int i);
//主函数
void main()
{
unsigned char i;
while(1)
{
for(i=0; i<8; i++) //图案动态刷新
{
P0 = dian_zhen_LED[i]; //点阵LED从左至右依次列低电平
HC595Send(ai_xin[i]); //第一列图案显示
delay(100); //延时
HC595Send(0x00); //消除鬼影,普中A2好像不需要消除
}
}
}
//定义74HC595发送函数
void HC595Send(char date)
{
unsigned char a;
SRCLK = 1; //74HC595初始状态定义
LCLK = 1; //74HC595初始状态定义
for(a=0; a<8; a++) //从高位到低位依次发送8位数字
{
SER = date >> 7;
date <<= 1;
//SRCLK由0->1(上升沿到达),一位数字通过移位寄存器到达QH至QA中某一位，但数据还没有被输出
SRCLK = 0;
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
LCLK = 0; //RCLK由0->1,QH至QA中的全部数据一次性被输出
_nop_();
_nop_();
LCLK = 1;
}
//定义延时函数
void delay(int i)
{
while(i--);
}
实验五：显示图案“我爱你”
#include<reg52.h> //头文件
#include<intrins.h>
//定义使用的IO口
sbit SER = P3^4;
sbit LCLK = P3^5;
sbit SRCLK = P3^6;
//申明74HC595发送函数
void hc595Send(char date);
//定义图案“我爱你”取模参数
unsigned char wo_ai_ni[40] =
{
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x66,0x66,0x7E,0x7E,0x66,0x66,0x00,
0x30,0x78,0x7C,0x3E,0x3E,0x7C,0x78,0x30,
0x00,0x7C,0x7E,0x06,0x06,0x7E,0x7C,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};
//定义8×8点阵LED的列选通信号，一次亮一列
unsigned char dian_zhen_LED[8] = {0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
//主函数
void main()
{
TMOD = 0;
TH0 = 0xFC;
TL0 = 0x18;
TR0 = 1;
EA = 1;
ET0 = 1;
while(1);
}
//定义74HC595发送函数
void hc595Send(char date)
{
unsigned char a = 0;
SRCLK = 1;
LCLK = 1;
for(a=0; a<8; a++)
{
SER = date >> 7;
date <<= 1;
SRCLK = 0;
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
LCLK = 0;
_nop_();
_nop_();
LCLK = 1;
}
//中断函数
InterruptTime0() interrupt 1
{
static unsigned int cnt = 0;
static unsigned char index = 0;
static unsigned char i = 0;
TH0 = 0xFC;
TL0 = 0x18;
hc595Send(0x00); //消除鬼影
switch(i)
//动态刷新：整个40×8的图片切割成32张图，从index位置开始依次刷新一遍
{
case 0: hc595Send(wo_ai_ni[index + 0]); P0 = dian_zhen_LED[0]; i++; break; //显示第index张图片第一列
case 1: hc595Send(wo_ai_ni[index + 1]); P0 = dian_zhen_LED[1]; i++; break;
case 2: hc595Send(wo_ai_ni[index + 2]); P0 = dian_zhen_LED[2]; i++; break;
case 3: hc595Send(wo_ai_ni[index + 3]); P0 = dian_zhen_LED[3]; i++; break;
case 4: hc595Send(wo_ai_ni[index + 4]); P0 = dian_zhen_LED[4]; i++; break;
case 5: hc595Send(wo_ai_ni[index + 5]); P0 = dian_zhen_LED[5]; i++; break;
case 6: hc595Send(wo_ai_ni[index + 6]); P0 = dian_zhen_LED[6]; i++; break;
case 7: hc595Send(wo_ai_ni[index + 7]); P0 = dian_zhen_LED[7]; i=0; break;
default:break;
}
cnt++; //计次加1，一次时间间隔为1ms
if(cnt == 100) //时间到达0.1秒
{
cnt = 0; //计次清零
index++; //下一张图片
if(index == 32) //刷新至第32张图
{
index = 0; //从头开始
}
}
}
备注及说明：
- 普中开发攻略有误，正确的取模软件参数为下图所示：
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