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

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sujing***
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发表于 2023-11-24 22:05:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
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
  1. #include <STC89C5xRC.H>

  2. #include <intrins.h>

  3. #include <absacc.h>

  4. #include <string.h>

  5. #include "draw.h"

  6.  

  7.  

  8. sbit SH_CP = P1^5;

  9. sbit DS = P2^7;

  10. sbit ST_CP = P1^6;

  11.  

  12. typedef unsigned int Uint16;

  13. typedef unsigned char Uint8;

  14.  

  15. extern unsigned char xdata canvas[WIDTH * HEIGHT / 8];

  16.  

  17. void Delay1000ms()                //@11.0592MHz

  18. {

  19.         unsigned char i, j, k;

  20.  

  21.         _nop_();

  22.         i = 8;

  23.         j = 1;

  24.         k = 122;

  25.         do

  26.         {

  27.                 do

  28.                 {

  29.                         while (--k);

  30.                 } while (--j);

  31.         } while (--i);

  32. }

  33.  

  34.  

  35.  

  36. void delayms(unsigned int m)

  37. {

  38.         int i,j;

  39.         for(i=0; i<m; i++)

  40.                 for(j=0; j<120; j++);

  41. }

  42.  

  43. //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

  44. void HC595(unsigned char dat)

  45. {

  46.         unsigned char j;

  47.         for(j=0;j<8;j++)

  48.         {

  49.                 SH_CP = 0;        //为移位准备

  50.                 DS = dat & 0x01;        //先低位

  51.                 dat=dat>>1;

  52.                 //DS=dat&0x80;

  53.                 //dat=dat<<1;

  54.                 SH_CP =1;          //上升沿，移位

  55.         }

  56. }

  57.  

  58.  

  59.  

  60.  

  61. void drawbuff()

  62. {

  63.         unsigned char i,j,n,index;

  64.         for(n=0;n<24;n++)    //为了字不闪

  65.         {

  66.                 for(j=0;j<16;j++)

  67.                 {

  68.  

  69.                         for(i=0;i<8;i++)

  70.                         {

  71.                                         index=i+j*8;

  72.                                         HC595(~canvas[index]);        

  73.                         }

  74.                         ST_CP = 0;

  75.                         ST_CP = 1; 

  76.                         P1=15-j; 

  77.                         Delay1000ms();

  78.                         P1=0xff;

  79.                 }

  80.         }

  81. }

  82.  

  83.  

  84.  

  85. void testLed()

  86. {

  87.         unsigned char k,i,j,dat;

  88.         for(k=0;k<16;k++)

  89.         {

  90.                 for(i=0;i<4;i++)

  91.                 {

  92.             HC595(0x00);

  93.                         HC595(0x00);

  94.                 }

  95.                 ST_CP = 0;

  96.                 ST_CP = 1;

  97.                 P1=k;

  98.                 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

  99.                 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

  100.                 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

  101.                 P1=0xff;

  102.         }

  103.         

  104.  

  105. }

  106.  

  107.  

  108.  

  109. void main(){

  110.         clearScreen();

  111.         testLed();        

  112.         draw_rectangle(0, 0,10, 20, 1); 

  113.         draw_rectangle(2, 25,10, 31, 0); 

  114.         draw_line(10, 20, 15, 30); 

  115.         draw_point(10,48);

  116.         draw_circle(8, 36 , 8, 0); 

  117.         while(1){

  118.                 drawbuff();

  119.         }

  120. }

  121.  
复制代码
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。

  1. #include <stdio.h>

  2. #include <math.h>

  3. #include "draw.h"

  4.  

  5.  

  6. unsigned char xdata canvas[WIDTH * HEIGHT / 8]; // 画布，使用一个字节的位来表示一个点是否被画

  7. // 画点

  8. void draw_point(unsigned int x, unsigned int y) {

  9.     unsigned int index = x * HEIGHT + y; // 计算该点在 canvas 中的下标

  10.     canvas[index / 8] |= 1 << (index % 8); // 将该点的位置置为 1

  11. }

  12.  

  13. // 擦除点

  14. void erase_point(unsigned int x, unsigned int y) {

  15.     unsigned int index = x * HEIGHT + y; // 计算该点在 canvas 中的下标

  16.     canvas[index / 8] &= ~(1 << (index % 8)); // 将该点的位置置为 0

  17. }

  18.  

  19. // 判断点是否被画

  20. unsigned int is_point_drawn(unsigned int x, unsigned int y) {

  21.     unsigned int index = x * HEIGHT + y; // 计算该点在 canvas 中的下标

  22.     return canvas[index / 8] & (1 << (index % 8)); // 判断该点的位置是否为 1

  23. }

  24.  

  25. // 画线

  26. void draw_line(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2) {

  27.     unsigned int dx = x2 - x1; // 计算 x 轴方向的增量

  28.     unsigned int dy = y2 - y1; // 计算 y 轴方向的增量

  29.     unsigned int incr = 1; // 确定增量的方向

  30.                 unsigned int x,y,d;

  31.     if (dx < 0) { // 如果 x 轴增量为负数，则将增量方向翻转

  32.         dx = -dx;

  33.         dy = -dy;

  34.         incr = -1;

  35.     }

  36.     x = x1, y = y1; // 初始点的坐标

  37.     d = 0; // 决策变量

  38.     draw_point(x, y); // 先画初始点

  39.     while (x != x2) { // 沿着 x 轴方向依次画点

  40.         x += incr;

  41.         d += dy;

  42.         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

  43.             y++;

  44.             d -= dx;

  45.         } 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

  46.             y--;

  47.             d += dx;

  48.         }

  49.         draw_point(x, y); // 画当前点

  50.     }

  51. }

  52.  

  53. // 画矩形

  54. void draw_rectangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int fill) {

  55.     unsigned int x, y;

  56.     if (x1 > x2) { // 如果 x1 大于 x2，则交换两个点的坐标

  57.         int temp = x1;

  58.         x1 = x2;

  59.         x2 = temp;

  60.     }

  61.     if (y1 > y2) { // 如果 y1 大于 y2，则交换两个点的坐标

  62.         unsigned int temp = y1;

  63.         y1 = y2;

  64.         y2 = temp;

  65.     }

  66.     // 画上下两条边

  67.     for (x = x1; x <= x2; x++) {

  68.         draw_point(x, y1);

  69.         draw_point(x, y2);

  70.     }

  71.     // 画左右两条边

  72.     for (y = y1; y <= y2; y++) {

  73.         draw_point(x1, y);

  74.         draw_point(x2, y);

  75.     }

  76.     if (fill) { // 如果需要填充，则将矩形内部的点全部画上

  77.         for (x = x1 + 1; x < x2; x++) {

  78.             for (y = y1 + 1; y < y2; y++) {

  79.                 draw_point(x, y);

  80.             }

  81.         }

  82.     }

  83. }

  84.  

  85. // 画圆

  86. void draw_circle(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int r, unsigned int fill) {

  87.     unsigned int dx = 0, dy = r;

  88.     unsigned int d = 1 - r;

  89.                 unsigned i;

  90.     draw_point(x + dx, y + dy);

  91.     draw_point(x + dx, y - dy);

  92.     draw_point(x + dy, y + dx);

  93.     draw_point(x + dy, y - dx);

  94.     while (dx < dy) {

  95.         dx++;

  96.         if (d < 0) {

  97.             d = d + 2 * dx + 1;

  98.         } else {

  99.             dy--;

  100.             d = d + 2 * (dx - dy) + 1;

  101.         }

  102.         if (fill) { // 如果需要填充，则画圆内部的点

  103.             for (i = x - dx + 1; i < x + dx; i++) {

  104.                 draw_point(i, y + dy);

  105.                 draw_point(i, y - dy);

  106.             }

  107.             for (i = x - dy + 1; i < x + dy; i++) {

  108.                 draw_point(i, y + dx);

  109.                 draw_point(i, y - dx);

  110.             }

  111.         } else { // 否则只画圆上的点

  112.             draw_point(x + dx, y + dy);

  113.             draw_point(x + dx, y - dy);

  114.             draw_point(x - dx, y + dy);

  115.             draw_point(x - dx, y - dy);

  116.             draw_point(x + dy, y + dx);

  117.             draw_point(x + dy, y - dx);

  118.             draw_point(x - dy, y + dx);

  119.             draw_point(x - dy, y - dx);

  120.         }

  121.     }

  122. }

  123.  

  124. // 画椭圆

  125. void draw_ellipse(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int a, unsigned int b, unsigned int fill) {

  126.     unsigned int aa = a * a;

  127.     unsigned int bb = b * b;

  128.     unsigned int aa2 = 2 * aa;

  129.     unsigned int bb2 = 2 * bb;

  130.     unsigned int x0 = x - a;

  131.     unsigned int x1 = x + a;

  132.     unsigned int y0 = y - b;

  133.     unsigned int y1 = y + b;

  134.     unsigned int dx = a / sqrt(aa + bb);

  135.     unsigned int dy = dx * b / a;

  136.     unsigned int sx = x - dx;

  137.     unsigned int ex = x + dx;

  138.                 unsigned int y2;

  139.     if (fill) { // 填充椭圆

  140.         for ( y2 = y0 + 1; y2 < y1; y2++) {

  141.             int x02 = aa * (y - y0 - 1) * (y - y0 - 1); // (y-1)^2*a^2

  142.             int x12 = aa * (y - y1) * (y - y1); // (y- y1)^2*a^2

  143.             for (y2 = x02 / aa + x0 + 1; y2 < x1 - x12 / aa - 1; y2++) {

  144.                 draw_point(x, y);

  145.             }

  146.         }

  147.     } else { // 画椭圆

  148.         int x = 0, y = b;

  149.         int d = bb - aa * b + aa / 4;

  150.         while (bb2 * x < aa2 * y) {

  151.             draw_point(x0 + x, y0 + y);

  152.             draw_point(x1 - x, y0 + y);

  153.             draw_point(x0 + x, y1 - y);

  154.             draw_point(x1 - x, y1 - y);

  155.             if (d < 0) {

  156.                 x++;

  157.                 d += bb2 * x + bb;

  158.             } else {

  159.                 x++;

  160.                 y--;

  161.                 d += bb2 * x - aa2 * y + bb;

  162.             }

  163.         }

  164.         d = bb * (x + 0.5) * (x + 0.5) + aa * (y - 1) * (y - 1) - aa * bb;

  165.         while (y >= 0) {

  166.             draw_point(x0 + x, y0 + y);

  167.             draw_point(x1 - x, y0 + y);

  168.             draw_point(x0 + x, y1 - y);

  169.             draw_point(x1 - x, y1 - y);

  170.             if (d > 0) {

  171.                 y--;

  172.                 d += aa - aa2 * y;

  173.             } else {

  174.                 x++;

  175.                 y--;

  176.                 d += bb2 * x - aa2 * y + aa;

  177.             }

  178.         }

  179.     }

  180. }

  181.  

  182. // 画三角形

  183. void draw_triangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int x3, unsigned int  y3, unsigned int fill) {

  184.     if (fill) { // 填充三角形

  185.         int x, y, x_min, x_max, y_min, y_max;

  186.         x_min = x1 < x2 ? (x1 < x3 ? x1 : x3) : (x2 < x3 ? x2 : x3);

  187.         x_max = x1 > x2 ? (x1 > x3 ? x1 : x3) : (x2 > x3 ? x2 : x3);

  188.         y_min = y1 < y2 ? (y1 < y3 ? y1 : y3) : (y2 < y3 ? y2 : y3);

  189.         y_max = y1 > y2 ? (y1 > y3 ? y1 : y3) : (y2 > y3 ? y2 : y3);

  190.         for (x = x_min + 1; x < x_max; x++) { // 遍历所有可能的点

  191.             for (y = y_min + 1; y < y_max; y++) {

  192.                 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

  193.                     draw_point(x, y); // 如果在则画点

  194.                 }

  195.             }

  196.         }

  197.     } else { // 画三角形

  198.         draw_line(x1, y1, x2, y2);

  199.         draw_line(x2, y2, x3, y3);

  200.         draw_line(x3, y3, x1, y1);

  201.     }

  202. }

  203.  

  204. // 显示画布 

  205. void showcanvas() { 

  206.         unsigned int y ,x;

  207.         for ( y = 0; y < HEIGHT; y++) { 

  208.         for (x = 0; x < WIDTH; x++) { 

  209.         putchar(is_point_drawn(x, y) ? '1' : '0'); // 根据点是否被画来输出 0 或 1 

  210.         } putchar('\n'); 

  211.         } 

  212. }

  213.  

  214.  

  215. void clearScreen(){

  216.         unsigned i,j;

  217.         for(i=0;i<WIDTH;i++)

  218.         for(j=0;j<HEIGHT/8;j++)

  219.         {

  220.                 canvas[i*8+j]=0x00;

  221.         }

  222. }

  223.  
复制代码
3.绘图功能头文件：draw.h

        关于画图的函数都在这里了：

  1. #ifndef __CANVAS_DRAW_H__

  2. #define _CANVAS_DRAW_H__

  3.  

  4. /

  5. //

  6. // 画图程序 by AI，20230508

  7. //

  8.  

  9. #define WIDTH 16 // 画布宽度

  10. #define HEIGHT 64 // 画布高度

  11.  

  12.  

  13.  

  14.  

  15. // 画点

  16. void draw_point(unsigned int x, unsigned int y);

  17.  

  18. // 擦除点

  19. void erase_point(unsigned int x, unsigned int y) ;

  20.  

  21. // 判断点是否被画

  22. unsigned int is_point_drawn(unsigned int x, unsigned int y);

  23.  

  24. // 画线

  25. void draw_line(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2) ;

  26.  

  27. // 画矩形

  28. void draw_rectangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int fill);

  29.  

  30. // 画圆

  31. void draw_circle(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int r, unsigned int fill);

  32.  

  33. // 画椭圆

  34. void draw_ellipse(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int a, unsigned int b, unsigned int fill) ;

  35.  

  36. // 画三角形

  37. void draw_triangle(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2, unsigned int x3, unsigned int y3, unsigned int fill) ;

  38.  

  39. // 显示画布 

  40. void showcanvas() ;

  41.  

  42. void clearScreen();

  43.  

  44. /

  45.  

  46. #endif
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发表于 2023-11-25 08:08:14 | 显示全部楼层
可以尝试下【USB直接仿真 / USB直接下载】的STC8H8K64U
截图202311250807483626.jpg
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