7.5點陣的動畫顯示
點陣的動畫顯示，說到底就是對多張圖片分別進行取模，使用程序算法巧妙的切換圖片，多張圖片組合起來就成了一段動畫了，動畫片、游戲等等基本原理也都是如此。
7.5.1 點陣的縱向移動
7.4節介紹了如何在點陣上畫一個❤形，有時候希望這些顯示是動起來的，而不是靜止的。對于點陣本身已經沒有多少的知識點可以介紹了，主要就是編程算法來解決問題。比如現在要讓點陣顯示一個I ❤ U的動畫，首先要把這個圖形用取模軟件畫出來看一下，如圖7-10所示。
圖7-10 上下移動橫向取模
這張圖片共有40行，每8行組成一張點陣圖片，并且每向上移動一行就出現了一張新圖片，一共組成了33張圖片。
用一個變量index來代表每張圖片的起始位置，每次從index起始向下數8行代表了當前的圖片，250ms改變一張圖片，然后不停的動態刷新，這樣圖片就變成動畫了。首先要對顯示的圖片進行橫向取模，雖然這是33張圖片，由于每一張 圖片都是和下一行連續的，所以實際的取模值只需要40個字節就可以完成。
#include <reg52.h>
sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
unsigned char code image[] = { //圖片的字模表
0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
0xC3,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xC3,0xFF,
0x99,0x00,0x00,0x00,0x81,0xC3,0xE7,0xFF,
0x99,0x99,0x99,0x99,0x99,0x81,0xC3,0xFF,
0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF
};
void main()
{
EA = 1; //使能總中斷
ENLED = 0; //使能U4，選擇LED點陣
ADDR3 = 0;
TMOD = 0x01; //設置T0為模式1
TH0 = 0xFC; //為T0賦初值0xFC67，定時1ms
TL0 = 0x67;
ET0 = 1; //使能T0中斷
TR0 = 1; //啟動T0
while (1);
}
/* 定時器0中斷服務函數 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char i = 0; //動態掃描的索引
static unsigned char tmr = 0; //250ms軟件定時器
static unsigned char index = 0; //圖片刷新索引
TH0 = 0xFC; //重新加載初值
TL0 = 0x67;
//以下代碼完成LED點陣動態掃描刷新
P0 = 0xFF; //顯示消隱
switch (i)
{
case 0: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=image[index+0]; break;
case 1: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=image[index+1]; break;
case 2: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=image[index+2]; break;
case 3: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i++; P0=image[index+3]; break;
case 4: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=image[index+4]; break;
case 5: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=image[index+5]; break;
case 6: ADDR2=1; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=image[index+6]; break;
case 7: ADDR2=1; ADDR1=1; ADDR0=1; i=0; P0=image[index+7]; break;
default: break;
}
//以下代碼完成每250ms改變一幀圖像
tmr++;
if (tmr >= 250) //達到250ms時改變一次圖片索引
{
tmr = 0;
index++;
if (index >= 33) //圖片索引達到33后歸零
{
index = 0;
}
}
}
將這個程序下載到單片機上看看效果，即可看到I ❤ U一直往上走動的動畫。
7.5.2 點陣的橫向移動
上下移動會了，那還想左右移動該如何操作呢？
方法一、最簡單的辦法就是把板子側過來放，縱向取模。
要做好技術，但是不能沉溺于技術。技術是工具，在做開發的時候除了用好這個工具外，也得多拓展自己解決問題的思路，要慢慢培養自己的多角度思維方式。
那把板子正過來，左右移動就完不成了嗎？當然不是。一旦硬件設計好了，要完成一種功能，大腦就可以直接確定能否完成這個功能，這在進行電路設計的時候尤為重要。開發產品的時，首先是設計電路，此刻就要在大腦中通過思維來驗證板子硬件和程序能否完成想要的功能。一旦硬件做好了，剩下的就是靠編程來完成了。只要是硬件邏輯上沒問題，所有的功能均可由軟件實現。
在進行硬件電路設計的時候，也得充分考慮軟件編程的方便性。因為程序是用P0來控制點陣的整行，所以對于這樣的電路設計，上下移動程序是比較好編寫的。那如果設計電路的時候知道圖形要左右移動，那設計電路畫板子的時候就要盡可能的把點陣橫過來放，有利于編程方便，減少軟件工作量。
方法二、利用二維數組來實現，算法基本上和上下移動相似。
二維數組的聲明方式是：
數據類型 數組名[數組長度1][數組長度2];
與一維數組類似，數據類型是全體元素的數據類型，數組名是標識符，數組長度1和數組長度2分別代表數組具有的行數和列數。數組元素的下標一律從0開始。
例如：unsigned char a[2][3];聲明了一個具有2行3列的無符號字符型的二維數組a。
二維數組的數組元素總個數是兩個長度的乘積。二維數組在內存中存儲的時候，采用行優先的方式來存儲，即在內存中先存放第0行的元素，再存放第一行的元素......，同一行中再按照列順序存放，剛才定義的那個a[2][3]的存放形式就如表7-1所示。 表7-1 二維數組的物理存儲結構 a[0][0] | a[0][1] | a[0][2] | a[1][0] | a[1][1] | a[1][2] |
二維數組的初始化方法分兩種情況，前邊一維數組講過，數組元素的數量可以小于數組元素個數，沒有賦值的會自動給0。當數組元素的數量等于數組個數時，如下所示： unsigned char a[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}}; 或者是 unsigned char a[2][3] = {1,2,3,4,5,6}; 當數組元素的數量小于數組個數的時候，如下所示： unsigned char a[2][3] = {{1,2}, {3,4}}; 等價于 unsigned char a[2][3] = {1,2,0,3,4,0}; 而反過來的寫法 unsigned char a[2][3] = {1,2,3,4}; 等價于 unsigned char a[2][3] = {{1,2,3}, {4,0,0}}; 此外，二維數組初始化的時候，行數可以省略，編譯系統會自動根據列數計算出行數，但是列數不能省略。 講這些，是為了看別人寫的代碼的時候別發懵，但是今后自己寫程序要按照規范，行數列數都不要省略，全部寫齊，初始化的時候，全部寫成unsigned char a[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}};的形式，而不允許寫成一維數組的格式，防止大家出錯，同時也是提高程序的可讀性。 那么下面要進行橫向做I ❤ U的動畫了，先把需要的圖片畫出來，再逐一取模，和上一張圖片類似的是，這個圖形共有30張圖片，通過程序每250ms改變一張圖片，就可以做出來動畫效果了。但是不同的是，這個是要橫向移動，橫向移動的圖片切換時的字模數據不是連續的，所以這次要對30張圖片分別取模，如圖7-11所示。 圖7-11 橫向動畫取模圖片 圖7-11中最上面的圖形是整個連續圖形，實際上要把它分解為30個幀，每幀圖片單獨取模，取出來都是8個字節的數據，一共就是30*8個數據，用一個二維數組來存儲它們。 #include <reg52.h> sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; unsigned char code image[30][8] = { {0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}, //動畫幀1 {0xFF,0x7F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F}, //動畫幀2 {0xFF,0x3F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x3F}, //動畫幀3 {0xFF,0x1F,0x3F,0x3F,0x3F,0x3F,0x3F,0x1F}, //動畫幀4 {0xFF,0x0F,0x9F,0x9F,0x9F,0x9F,0x9F,0x0F}, //動畫幀5 {0xFF,0x87,0xCF,0xCF,0xCF,0xCF,0xCF,0x87}, //動畫幀6 {0xFF,0xC3,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xC3}, //動畫幀7 {0xFF,0xE1,0x73,0x73,0x73,0xF3,0xF3,0xE1}, //動畫幀8 {0xFF,0x70,0x39,0x39,0x39,0x79,0xF9,0xF0}, //動畫幀9 {0xFF,0x38,0x1C,0x1C,0x1C,0x3C,0x7C,0xF8}, //動畫幀10 {0xFF,0x9C,0x0E,0x0E,0x0E,0x1E,0x3E,0x7C}, //動畫幀11 {0xFF,0xCE,0x07,0x07,0x07,0x0F,0x1F,0x3E}, //動畫幀12 {0xFF,0x67,0x03,0x03,0x03,0x07,0x0F,0x9F}, //動畫幀13 {0xFF,0x33,0x01,0x01,0x01,0x03,0x87,0xCF}, //動畫幀14 {0xFF,0x99,0x00,0x00,0x00,0x81,0xC3,0xE7}, //動畫幀15 {0xFF,0xCC,0x80,0x80,0x80,0xC0,0xE1,0xF3}, //動畫幀16 {0xFF,0xE6,0xC0,0xC0,0xC0,0xE0,0xF0,0xF9}, //動畫幀17 {0xFF,0x73,0x60,0x60,0x60,0x70,0x78,0xFC}, //動畫幀18 {0xFF,0x39,0x30,0x30,0x30,0x38,0x3C,0x7E}, //動畫幀19 {0xFF,0x9C,0x98,0x98,0x98,0x9C,0x1E,0x3F}, //動畫幀20 {0xFF,0xCE,0xCC,0xCC,0xCC,0xCE,0x0F,0x1F}, //動畫幀21 {0xFF,0x67,0x66,0x66,0x66,0x67,0x07,0x0F}, //動畫幀22 {0xFF,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x03,0x87}, //動畫幀23 {0xFF,0x99,0x99,0x99,0x99,0x99,0x81,0xC3}, //動畫幀24 {0xFF,0xCC,0xCC,0xCC,0xCC,0xCC,0xC0,0xE1}, //動畫幀25 {0xFF,0xE6,0xE6,0xE6,0xE6,0xE6,0xE0,0xF0}, //動畫幀26 {0xFF,0xF3,0xF3,0xF3,0xF3,0xF3,0xF0,0xF8}, //動畫幀27 {0xFF,0xF9,0xF9,0xF9,0xF9,0xF9,0xF8,0xFC}, //動畫幀28 {0xFF,0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,0xFE}, //動畫幀29 {0xFF,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF} //動畫幀30 }; void main() { EA = 1; //使能總中斷 ENLED = 0; //使能U4，選擇LED點陣 ADDR3 = 0; TMOD = 0x01; //設置T0為模式1 TH0 = 0xFC; //為T0賦初值0xFC67，定時1ms TL0 = 0x67; ET0 = 1; //使能T0中斷 TR0 = 1; //啟動T0 while (1); } /* 定時器0中斷服務函數 */ void InterruptTimer0() interrupt 1 { static unsigned char i = 0; //動態掃描的索引 static unsigned char tmr = 0; //250ms軟件定時器 static unsigned char index = 0; //圖片刷新索引 TH0 = 0xFC; //重新加載初值 TL0 = 0x67; //以下代碼完成LED點陣動態掃描刷新 P0 = 0xFF; //顯示消隱 switch (i) { case 0: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=image[index][0]; break; case 1: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=image[index][1]; break; case 2: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=image[index][2]; break; case 3: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i++; P0=image[index][3]; break; case 4: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=image[index][4]; break; case 5: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=image[index][5]; break; case 6: ADDR2=1; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=image[index][6]; break; case 7: ADDR2=1; ADDR1=1; ADDR0=1; i=0; P0=image[index][7]; break; default: break; } //以下代碼完成每250ms改變一幀圖像 tmr++; if (tmr >= 250) //達到250ms時改變一次圖片索引 { tmr = 0; index++; if (index >= 30) //圖片索引達到30后歸零 { index = 0; } } } 下載進到板子上瞧瞧，是不是有一種特別好的感覺。技術外行人看的很神秘，其實做出來會發現邏輯很簡單，每250ms更改一張圖片，每1ms在中斷里刷新單張圖片的某一行。 不管是上下移動還是左右移動，都是對一幀幀的圖片的切換，這種切換帶來的視覺效果就是一種動態的了。錄像實際上就是快速的拍攝了一幀幀的圖片，然后對這些圖片的快速回放，把動畫效果給顯示出來。因為硬件設計的緣故，所以在寫上下移動程序的時候，數組定義的元素比較少，但是實際上也得理解成是32張圖片的切換顯示，而并非是真正的“移動”。 7.6練習題1、掌握變量的作用域以及存儲類別。 2、了解點陣的顯示原理，理解點陣動畫顯示原理。 3、獨立完成點陣顯示I❤U向下移動的程序。 4、獨立完成點陣顯示I❤U向右移動的程序。 5、用點陣做一個9到0的倒計時牌顯示。 6、嘗試實現流水燈、數碼管和點陣的同時顯示。
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