7.5點(diǎn)陣的動(dòng)畫顯示
點(diǎn)陣的動(dòng)畫顯示，說到底就是對多張圖片分別進(jìn)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(dòng)畫了，動(dòng)畫片、游戲等等基本原理也都是如此。
7.5.1點(diǎn)陣的縱向移動(dòng)
7.4節(jié)介紹了如何在點(diǎn)陣上畫一個(gè)?形，有時(shí)候希望這些顯示是動(dòng)起來的，而不是靜止的。對于點(diǎn)陣本身已經(jīng)沒有多少的知識點(diǎn)可以介紹了，主要就是編程算法來解決問題。比如現(xiàn)在要讓點(diǎn)陣顯示一個(gè)I ? U的動(dòng)畫，首先要把這個(gè)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(dòng)橫向取模

這張圖片共有40行，每8行組成一張點(diǎn)陣圖片，并且每向上移動(dòng)一行就出現(xiàn)了一張新圖片，一共組成了33張圖片。
用一個(gè)變量index來代表每張圖片的起始位置，每次從index起始向下數(shù)8行代表了當(dāng)前的圖片，250ms改變一張圖片，然后不停的動(dòng)態(tài)刷新，這樣圖片就變成動(dòng)畫了。首先要對顯示的圖片進(jìn)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(xù)的，所以實(shí)際的取模值只需要40個(gè)字節(jié)就可以完成。
#include

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(diǎn)陣
ADDR3 = 0;
TMOD = 0x01; //設(shè)置T0為模式1
TH0 = 0xFC; //為T0賦初值0xFC67，定時(shí)1ms
TL0 = 0x67;
ET0 = 1; //使能T0中斷
TR0 = 1; //啟動(dòng)T0
while (1);
}
/* 定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù) */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char i = 0; //動(dòng)態(tài)掃描的索引
static unsigned char tmr = 0; //250ms軟件定時(shí)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(diǎn)陣動(dòng)態(tài)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(dá)到250ms時(shí)改變一次圖片索引
{
tmr = 0;
index++;
if (index >= 33) //圖片索引達(dá)到33后歸零
{
index = 0;
}
}
}
將這個(gè)程序下載到單片機(jī)上看看效果，即可看到I ? U一直往上走動(dòng)的動(dòng)畫。
7.5.2點(diǎn)陣的橫向移動(dòng)
上下移動(dòng)會(huì)了，那還想左右移動(dòng)該如何操作呢？
方法一、最簡單的辦法就是把板子側(cè)過來放，縱向取模。
要做好技術(shù)，但是不能沉溺于技術(shù)。技術(shù)是工具，在做開發(fā)的時(shí)候除了用好這個(gè)工具外，也得多拓展自己解決問題的思路，要慢慢培養(yǎng)自己的多角度思維方式。
那把板子正過來，左右移動(dòng)就完不成了嗎？當(dāng)然不是。一旦硬件設(shè)計(jì)好了，要完成一種功能，大腦就可以直接確定能否完成這個(gè)功能，這在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候尤為重要。開發(fā)產(chǎn)品的時(shí)，首先是設(shè)計(jì)電路，此刻就要在大腦中通過思維來驗(yàn)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(shí)現(xiàn)。
在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，也得充分考慮軟件編程的方便性。因?yàn)槌绦蚴怯肞0來控制點(diǎn)陣的整行，所以對于這樣的電路設(shè)計(jì)，上下移動(dòng)程序是比較好編寫的。那如果設(shè)計(jì)電路的時(shí)候知道圖形要左右移動(dòng)，那設(shè)計(jì)電路畫板子的時(shí)候就要盡可能的把點(diǎn)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(shù)組來實(shí)現(xiàn)，算法基本上和上下移動(dòng)相似。
二維數(shù)組的聲明方式是：
數(shù)據(jù)類型 數(shù)組名[數(shù)組長度1][數(shù)組長度2];
與一維數(shù)組類似，數(shù)據(jù)類型是全體元素的數(shù)據(jù)類型，數(shù)組名是標(biāo)識符，數(shù)組長度1和數(shù)組長度2分別代表數(shù)組具有的行數(shù)和列數(shù)。數(shù)組元素的下標(biāo)一律從0開始。
例如：unsigned char a[2][3];聲明了一個(gè)具有2行3列的無符號字符型的二維數(shù)組a。
二維數(shù)組的數(shù)組元素總個(gè)數(shù)是兩個(gè)長度的乘積。二維數(shù)組在內(nèi)存中存儲的時(shí)候，采用行優(yōu)先的方式來存儲，即在內(nèi)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(gè)a[2][3]的存放形式就如表7-1所示。
表7-1 二維數(shù)組的物理存儲結(jié)構(gòu)

二維數(shù)組的初始化方法分兩種情況，前邊一維數(shù)組講過，數(shù)組元素的數(shù)量可以小于數(shù)組元素個(gè)數(shù)，沒有賦值的會(huì)自動(dòng)給0。當(dāng)數(shù)組元素的數(shù)量等于數(shù)組個(gè)數(shù)時(shí)，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(dāng)數(shù)組元素的數(shù)量小于數(shù)組個(gè)數(shù)的時(shí)候，如下所示：
unsigned char a[2][3] = {{1,2}, {3,4}}; 等價(jià)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(jià)于
unsigned char a[2][3] = {{1,2,3}, {4,0,0}};
此外，二維數(shù)組初始化的時(shí)候，行數(shù)可以省略，編譯系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)列數(shù)計(jì)算出行數(shù)，但是列數(shù)不能省略。
講這些，是為了看別人寫的代碼的時(shí)候別發(fā)懵，但是今后自己寫程序要按照規(guī)范，行數(shù)列數(shù)都不要省略，全部寫齊，初始化的時(shí)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(shù)組的格式，防止大家出錯(cuò)，同時(shí)也是提高程序的可讀性。
那么下面要進(jìn)行橫向做I ? U的動(dòng)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(gè)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(dòng)畫效果了。但是不同的是，這個(gè)是要橫向移動(dòng)，橫向移動(dòng)的圖片切換時(shí)的字模數(shù)據(jù)不是連續(xù)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(dòng)畫取模圖片

圖7-11中最上面的圖形是整個(gè)連續(xù)圖形，實(shí)際上要把它分解為30個(gè)幀，每幀圖片單獨(dú)取模，取出來都是8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，一共就是30*8個(gè)數(shù)據(jù)，用一個(gè)二維數(shù)組來存儲它們。
#include

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(dòng)畫幀1
{0xFF,0x7F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F}, //動(dòng)畫幀2
{0xFF,0x3F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x3F}, //動(dòng)畫幀3
{0xFF,0x1F,0x3F,0x3F,0x3F,0x3F,0x3F,0x1F}, //動(dòng)畫幀4
{0xFF,0x0F,0x9F,0x9F,0x9F,0x9F,0x9F,0x0F}, //動(dòng)畫幀5
{0xFF,0x87,0xCF,0xCF,0xCF,0xCF,0xCF,0x87}, //動(dòng)畫幀6
{0xFF,0xC3,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0xC3}, //動(dòng)畫幀7
{0xFF,0xE1,0x73,0x73,0x73,0xF3,0xF3,0xE1}, //動(dòng)畫幀8
{0xFF,0x70,0x39,0x39,0x39,0x79,0xF9,0xF0}, //動(dòng)畫幀9
{0xFF,0x38,0x1C,0x1C,0x1C,0x3C,0x7C,0xF8}, //動(dòng)畫幀10
{0xFF,0x9C,0x0E,0x0E,0x0E,0x1E,0x3E,0x7C}, //動(dòng)畫幀11
{0xFF,0xCE,0x07,0x07,0x07,0x0F,0x1F,0x3E}, //動(dòng)畫幀12
{0xFF,0x67,0x03,0x03,0x03,0x07,0x0F,0x9F}, //動(dòng)畫幀13
{0xFF,0x33,0x01,0x01,0x01,0x03,0x87,0xCF}, //動(dòng)畫幀14
{0xFF,0x99,0x00,0x00,0x00,0x81,0xC3,0xE7}, //動(dòng)畫幀15
{0xFF,0xCC,0x80,0x80,0x80,0xC0,0xE1,0xF3}, //動(dòng)畫幀16
{0xFF,0xE6,0xC0,0xC0,0xC0,0xE0,0xF0,0xF9}, //動(dòng)畫幀17
{0xFF,0x73,0x60,0x60,0x60,0x70,0x78,0xFC}, //動(dòng)畫幀18
{0xFF,0x39,0x30,0x30,0x30,0x38,0x3C,0x7E}, //動(dòng)畫幀19
{0xFF,0x9C,0x98,0x98,0x98,0x9C,0x1E,0x3F}, //動(dòng)畫幀20
{0xFF,0xCE,0xCC,0xCC,0xCC,0xCE,0x0F,0x1F}, //動(dòng)畫幀21
{0xFF,0x67,0x66,0x66,0x66,0x67,0x07,0x0F}, //動(dòng)畫幀22
{0xFF,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x03,0x87}, //動(dòng)畫幀23
{0xFF,0x99,0x99,0x99,0x99,0x99,0x81,0xC3}, //動(dòng)畫幀24
{0xFF,0xCC,0xCC,0xCC,0xCC,0xCC,0xC0,0xE1}, //動(dòng)畫幀25
{0xFF,0xE6,0xE6,0xE6,0xE6,0xE6,0xE0,0xF0}, //動(dòng)畫幀26
{0xFF,0xF3,0xF3,0xF3,0xF3,0xF3,0xF0,0xF8}, //動(dòng)畫幀27
{0xFF,0xF9,0xF9,0xF9,0xF9,0xF9,0xF8,0xFC}, //動(dòng)畫幀28
{0xFF,0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,0xFE}, //動(dòng)畫幀29
{0xFF,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF} //動(dòng)畫幀30
};

void main()
{
EA = 1; //使能總中斷
ENLED = 0; //使能U4，選擇LED點(diǎn)陣
ADDR3 = 0;
TMOD = 0x01; //設(shè)置T0為模式1
TH0 = 0xFC; //為T0賦初值0xFC67，定時(shí)1ms
TL0 = 0x67;
ET0 = 1; //使能T0中斷
TR0 = 1; //啟動(dòng)T0
while (1);
}
/* 定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù) */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char i = 0; //動(dòng)態(tài)掃描的索引
static unsigned char tmr = 0; //250ms軟件定時(shí)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(diǎn)陣動(dòng)態(tài)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(dá)到250ms時(shí)改變一次圖片索引
{
tmr = 0;
index++;
if (index >= 30) //圖片索引達(dá)到30后歸零
{
index = 0;
}
}
}
下載進(jìn)到板子上瞧瞧，是不是有一種特別好的感覺。技術(shù)外行人看的很神秘，其實(shí)做出來會(huì)發(fā)現(xiàn)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(dòng)還是左右移動(dòng)，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(dòng)態(tài)的了。錄像實(shí)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(dòng)畫效果給顯示出來。因?yàn)橛布O(shè)計(jì)的緣故，所以在寫上下移動(dòng)程序的時(shí)候，數(shù)組定義的元素比較少，但是實(shí)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(dòng)”。
7.6練習(xí)題
1、掌握變量的作用域以及存儲類別。
2、了解點(diǎn)陣的顯示原理，理解點(diǎn)陣動(dòng)畫顯示原理。
3、獨(dú)立完成點(diǎn)陣顯示I?U向下移動(dòng)的程序。
4、獨(dú)立完成點(diǎn)陣顯示I?U向右移動(dòng)的程序。
5、用點(diǎn)陣做一個(gè)9到0的倒計(jì)時(shí)牌顯示。
6、嘗試實(shí)現(xiàn)流水燈、數(shù)碼管和點(diǎn)陣的同時(shí)顯示。


審核編輯 黃宇