课题十　移动字幕的制作 课件 广东2022中职《单片机应用技术（C语言 第二版）》

任务一 用点阵LED实现移动字符显示 任务二 字符液晶LCD1602显示应用 任务三 点阵液晶LCD12864显示应用 课题十 移动字幕的制作 使用单个LED或7段LED数码管作为显示器件，能显示有限的简易字符，对于复杂的字符（包括汉字）及复杂的图形信息等是无法显示的。单色LED点阵则将很多单个的LED按矩阵的方式排列在一起，通过控制每个LED发光或熄灭，完成各种复杂字符或图形的显示。 任务提出 任务一 用点阵LED实现移动字符显示 在电子设备中，通常图像由很多细小的“像素”组合而成，通过LED点阵显示这些像素点，就构成了整个图像。汉字在显示时，可以被认为是一种规格化的特殊图像。 本任务的内容是在16×16点阵LED上实现汉字的滚动显示。 根据任务目标，单片机必须控制16×16点阵LED中每一只LED的显示状态，才能将这些LED构成相应的汉字图形。 移动字幕，实际上就是被显示的点阵（在程序中是一批数据）随时间在显示的位置上不断发生变化的结果。从程序的角度出发，是将一批数据送到LED点阵的不同位置，控制了LED点阵的亮灭，就实现了显示字符的移动效果。 任务分析 一、点阵显示原理 在显示各种信息时，不管是规范的数字、字符、汉字，或者是图片，均可以看成是一幅图像。数字化处理图像时，将图像分为若干区域，用每个区域的平均亮度（或颜色深度）来表示该区域的信息。在还原图像时，按区域的平均值进行显示，这种方式损失了一定的图像细节。单位面积划分的采样区域越多，对应的数据也越多，硬件成本越高，还原的图像越逼真。在实践中，往往根据系统需求，在分辨率和成本上折中处理。 相关知识 在各种字符的处理过程中，分辨率低的直接采用点阵存储，分辨率高的往往采用曲线描述字符的笔画边沿。前者数据量小，强行放大时，笔画的边沿出现锯齿状；后者在理论上可以被无限地放大，笔画轮廓仍然能保持圆滑。 不同规格的点阵示例 a）8×8点阵 b）8×16点阵 c）16×16点阵的结构图 在对各种点阵进行存储等处理时，描述每一个点都需要一个二进制位，故不同规格的点阵占用的存储空间也不相同。对于同一个字符，8×8点阵只需要8个字节，8×16点阵需要16个字节，16×16点阵则需要32个字节。 二、LED点阵 从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制组成这些图形或文字的各个点所在位置的LED器件的发光状态，就可以得到想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。16×16的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果采用锁存器来扩展端口，按8位锁存器来计算，16×16的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为这仅仅是按16×16的点阵计算得到，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样锁存器的成本将是一个很庞大的数字。一般来说，需要高亮度显示的各类点阵显示屏是采用静态显示的驱动方式，为了降低成本，点阵显示往往采用动态显示的方式。 根据市场需要，动态显示的LED点阵往往以标准点阵模块方式生产。最常见的LED点阵显示模块有5×7、7×9、8×8等各种结构，前两种主要用于显示各种西文字符，后一种可多模块组合用于汉字、图形的显示，并且可组建大型电子显示屏。 8×8LED点阵模块 a）原理图 b）实物图 单个8×8 LED点阵显示原理电路图 数字“0”的8×8点阵示意图 数字0～9的8×8点阵 其他字符和汉字的代码可以从计算机显示字库中获得，也可用软件转换而来。对于特殊符号或图案，也常采用先绘出图形后再根据图形写出对应代码的方法。 一个8×8点阵在同一时间只能显示其中一个数字，为了显示数字0~9，设定每隔1 s变换一个显示数字，即每个数字将连续显示1 s，然后再换为下一个数字显示。 由于8行8列的LED点阵引线的公共端是连接在一起的，所以不能同时将这些LED都加以控制，只能按行或者按列分别控制显示，以小于人眼视觉暂留时间的间隔重复显示，也就是要求每秒至少显示50次以上，要求一个字符一次显示的时间小于2 ms，显示一列（或一行）的时间小于250 μs。而具体的显示过程与数码管的动态显示过程相似。以按列显示为例，首先显示一列，延迟一段时间，再显示下一列，再延迟……直到显示完全部列后再重复进行显示。 如字符“0”的显示过程如下： 首先在P0口送出第一个行控制码00H，在P2口送出一个列控制码01111111； 再在P0口送出第二个行控制码00H，在P2口送出一个列控制码10111111； 再在P0口送出第三个行控制码3EH，在P2口送出一个列控制码11011111； 再在P0口送出第四个行控制码41H，在P2口送出一个列控制码11101111； …… 送完8个行控制和8个列控制信号，这样一个“0”字就被显示了一遍，接着