STC89C52驱动 16x64LED点阵模块驱动记录（七）像画布一样操作点阵屏

sujingliang 发表于 2023-11-24 22:05:20

前言
   LED点阵模块也是显示屏，显示屏就不只是用来显示文字，还应该可以用来画图。

   那么一个可以绘图的显示屏应该具有哪些条件：

   1）要有一块区域做为显存，就是要显示的数据，在单片机中为了节约空间要用位来控制led亮灭。一个字节8位，可以控制8个led。16x64LED就需要16x64/8=128个字节的显存，在单片机中用数组表示。

   2）显存有了，就需要绘图函数来控制数组的值。这部分涉及的数学方面的知识，还有对位的控制，比较烧脑，超出个人能力。所以我问了AI，它给了我一段程序，见后文。

   3）下一步，就回归正题，在单片机显示。没有新花样，还是行扫描，595。

一、像画布一样操作点阵屏源码
1.main.c
#include <STC89C5xRC.H>
#include <intrins.h>
#include <absacc.h>
#include <string.h>
#include "draw.h"

sbit SH_CP = P1^5;
sbit DS = P2^7;
sbit ST_CP = P1^6;

typedef unsigned int Uint16;
typedef unsigned char Uint8;

extern unsigned char xdata canvas;

void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;

_nop_();
i = 8;
j = 1;
k = 122;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}

void delayms(unsigned int m)
{
int i,j;
for(i=0; i<m; i++)
for(j=0; j<120; j++);
}

//595就是串行输入，凑足8个并行输出，SH_CP上升沿管串行输入
void HC595(unsigned char dat)
{
unsigned char j;
for(j=0;j<8;j++)
{
SH_CP = 0; //为移位准备
DS = dat & 0x01; //先低位
dat=dat>>1;
//DS=dat&0x80;
//dat=dat<<1;
SH_CP =1; //上升沿，移位
}
}

void drawbuff()
{
unsigned char i,j,n,index;
for(n=0;n<24;n++) //为了字不闪
{
for(j=0;j<16;j++)
{

for(i=0;i<8;i++)
{
index=i+j*8;
HC595(~canvas);
}
ST_CP = 0;
ST_CP = 1;
P1=15-j;
Delay1000ms();
P1=0xff;
}
}
}

void testLed()
{
unsigned char k,i,j,dat;
for(k=0;k<16;k++)
{
for(i=0;i<4;i++)
{
HC595(0x00);
HC595(0x00);
}
ST_CP = 0;
ST_CP = 1;
P1=k;
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
P1=0xff;
}

}

void main(){
clearScreen();
testLed();
draw_rectangle(0, 0,10, 20, 1);
draw_rectangle(2, 25,10, 31, 0);
draw_line(10, 20, 15, 30);
draw_point(10,48);
draw_circle(8, 36 , 8, 0);
while(1){
drawbuff();
}
}
2.绘图实现文件draw.c    下面程序是AI生成的，在windows环境下运行基本正常。移植到51上，改了一些类型定义，有部分函数不太正常了。比如画直线的draw_line函数。    另外需要注意的是，所有函数中x为纵坐标，y为横坐标。#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "draw.h"

unsigned char xdata canvas; // 画布，使用一个字节的位来表示一个点是否被画
// 画点
void draw_point(unsigned int x, unsigned int y) {
unsigned int index = x * HEIGHT + y; // 计算该点在 canvas 中的下标
canvas |= 1 << (index % 8); // 将该点的位置置为 1
}

// 擦除点
void erase_point(unsigned int x, unsigned int y) {
unsigned int index = x * HEIGHT + y; // 计算该点在 canvas 中的下标
canvas &= ~(1 << (index % 8)); // 将该点的位置置为 0
}

// 判断点是否被画
unsigned int is_point_drawn(unsigned int x, unsigned int y) {
unsigned int index = x * HEIGHT + y; // 计算该点在 canvas 中的下标
return canvas & (1 << (index % 8)); // 判断该点的位置是否为 1
}

// 画线
void draw_line(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2) {
unsigned int dx = x2 - x1; // 计算 x 轴方向的增量
unsigned int dy = y2 - y1; // 计算 y 轴方向的增量
unsigned int incr = 1; // 确定增量的方向
unsigned int x,y,d;
if (dx < 0) { // 如果 x 轴增量为负数，则将增量方向翻转
   dx = -dx;
   dy = -dy;
   incr = -1;
}
x = x1, y = y1; // 初始点的坐标
d = 0; // 决策变量
draw_point(x, y); // 先画初始点
while (x != x2) { // 沿着 x 轴方向依次画点
   x += incr;
   d += dy;
   if (d >= dx) { // 如果决策变量超过了 dx，则需要向 y 轴方向移动一格
         y++;
         d -= dx;
   } else if (d <= -dx) { // 如果决策变量小于了 -dx，则需要向 y 轴方向移动一格
         y--;
         d += dx;
   }
   draw_point(x, y); // 画当前点
}
}

// 画矩形
void draw_rectangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int fill) {
unsigned int x, y;
if (x1 > x2) { // 如果 x1 大于 x2，则交换两个点的坐标
   int temp = x1;
   x1 = x2;
   x2 = temp;
}
if (y1 > y2) { // 如果 y1 大于 y2，则交换两个点的坐标
   unsigned int temp = y1;
   y1 = y2;
   y2 = temp;
}
// 画上下两条边
for (x = x1; x <= x2; x++) {
   draw_point(x, y1);
   draw_point(x, y2);
}
// 画左右两条边
for (y = y1; y <= y2; y++) {
   draw_point(x1, y);
   draw_point(x2, y);
}
if (fill) { // 如果需要填充，则将矩形内部的点全部画上
   for (x = x1 + 1; x < x2; x++) {
         for (y = y1 + 1; y < y2; y++) {
            draw_point(x, y);
         }
   }
}
}

// 画圆
void draw_circle(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int r, unsigned int fill) {
unsigned int dx = 0, dy = r;
unsigned int d = 1 - r;
unsigned i;
draw_point(x + dx, y + dy);
draw_point(x + dx, y - dy);
draw_point(x + dy, y + dx);
draw_point(x + dy, y - dx);
while (dx < dy) {
   dx++;
   if (d < 0) {
         d = d + 2 * dx + 1;
   } else {
         dy--;
         d = d + 2 * (dx - dy) + 1;
   }
   if (fill) { // 如果需要填充，则画圆内部的点
         for (i = x - dx + 1; i < x + dx; i++) {
            draw_point(i, y + dy);
            draw_point(i, y - dy);
         }
         for (i = x - dy + 1; i < x + dy; i++) {
            draw_point(i, y + dx);
            draw_point(i, y - dx);
         }
   } else { // 否则只画圆上的点
         draw_point(x + dx, y + dy);
         draw_point(x + dx, y - dy);
         draw_point(x - dx, y + dy);
         draw_point(x - dx, y - dy);
         draw_point(x + dy, y + dx);
         draw_point(x + dy, y - dx);
         draw_point(x - dy, y + dx);
         draw_point(x - dy, y - dx);
   }
}
}

// 画椭圆
void draw_ellipse(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int a, unsigned int b, unsigned int fill) {
unsigned int aa = a * a;
unsigned int bb = b * b;
unsigned int aa2 = 2 * aa;
unsigned int bb2 = 2 * bb;
unsigned int x0 = x - a;
unsigned int x1 = x + a;
unsigned int y0 = y - b;
unsigned int y1 = y + b;
unsigned int dx = a / sqrt(aa + bb);
unsigned int dy = dx * b / a;
unsigned int sx = x - dx;
unsigned int ex = x + dx;
unsigned int y2;
if (fill) { // 填充椭圆
   for ( y2 = y0 + 1; y2 < y1; y2++) {
         int x02 = aa * (y - y0 - 1) * (y - y0 - 1); // (y-1)^2*a^2
         int x12 = aa * (y - y1) * (y - y1); // (y- y1)^2*a^2
         for (y2 = x02 / aa + x0 + 1; y2 < x1 - x12 / aa - 1; y2++) {
            draw_point(x, y);
         }
   }
} else { // 画椭圆
   int x = 0, y = b;
   int d = bb - aa * b + aa / 4;
   while (bb2 * x < aa2 * y) {
         draw_point(x0 + x, y0 + y);
         draw_point(x1 - x, y0 + y);
         draw_point(x0 + x, y1 - y);
         draw_point(x1 - x, y1 - y);
         if (d < 0) {
            x++;
            d += bb2 * x + bb;
         } else {
            x++;
            y--;
            d += bb2 * x - aa2 * y + bb;
         }
   }
   d = bb * (x + 0.5) * (x + 0.5) + aa * (y - 1) * (y - 1) - aa * bb;
   while (y >= 0) {
         draw_point(x0 + x, y0 + y);
         draw_point(x1 - x, y0 + y);
         draw_point(x0 + x, y1 - y);
         draw_point(x1 - x, y1 - y);
         if (d > 0) {
            y--;
            d += aa - aa2 * y;
         } else {
            x++;
            y--;
            d += bb2 * x - aa2 * y + aa;
         }
   }
}
}

// 画三角形
void draw_triangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int x3, unsigned inty3, unsigned int fill) {
if (fill) { // 填充三角形
   int x, y, x_min, x_max, y_min, y_max;
   x_min = x1 < x2 ? (x1 < x3 ? x1 : x3) : (x2 < x3 ? x2 : x3);
   x_max = x1 > x2 ? (x1 > x3 ? x1 : x3) : (x2 > x3 ? x2 : x3);
   y_min = y1 < y2 ? (y1 < y3 ? y1 : y3) : (y2 < y3 ? y2 : y3);
   y_max = y1 > y2 ? (y1 > y3 ? y1 : y3) : (y2 > y3 ? y2 : y3);
   for (x = x_min + 1; x < x_max; x++) { // 遍历所有可能的点
         for (y = y_min + 1; y < y_max; y++) {
            if (((x2 - x1) * (y - y1) - (y2 - y1) * (x - x1)) * ((x3 - x2) * (y - y2) - (y3 - y2) * (x - x2)) * ((x1 - x3) * (y - y3) - (y1 - y3) * (x - x3)) < 0) { // 用叉积判断当前点是否在三角形内部
               draw_point(x, y); // 如果在则画点
            }
         }
   }
} else { // 画三角形
   draw_line(x1, y1, x2, y2);
   draw_line(x2, y2, x3, y3);
   draw_line(x3, y3, x1, y1);
}
}

// 显示画布
void showcanvas() {
unsigned int y ,x;
for ( y = 0; y < HEIGHT; y++) {
for (x = 0; x < WIDTH; x++) {
putchar(is_point_drawn(x, y) ? '1' : '0'); // 根据点是否被画来输出 0 或 1
} putchar('\n');
}
}

void clearScreen(){
unsigned i,j;
for(i=0;i<WIDTH;i++)
for(j=0;j<HEIGHT/8;j++)
{
canvas=0x00;
}
}
3.绘图功能头文件：draw.h    关于画图的函数都在这里了：#ifndef __CANVAS_DRAW_H__
#define _CANVAS_DRAW_H__

/
//
// 画图程序 by AI，20230508
//

#define WIDTH 16 // 画布宽度
#define HEIGHT 64 // 画布高度

// 画点
void draw_point(unsigned int x, unsigned int y);

// 擦除点
void erase_point(unsigned int x, unsigned int y) ;

// 判断点是否被画
unsigned int is_point_drawn(unsigned int x, unsigned int y);

// 画线
void draw_line(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2) ;

// 画矩形
void draw_rectangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int fill);

// 画圆
void draw_circle(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int r, unsigned int fill);

// 画椭圆
void draw_ellipse(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int a, unsigned int b, unsigned int fill) ;

// 画三角形
void draw_triangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int x3, unsigned int y3, unsigned int fill) ;

// 显示画布
void showcanvas() ;

void clearScreen();

/

#endif

神农鼎 发表于 2023-11-25 08:08:14

可以尝试下【USB直接仿真 / USB直接下载】的STC8H8K64U

www.stcai.com

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