課程目標(biāo)

• 學(xué)習(xí)點(diǎn)陣屏的原理及應(yīng)用
• 掌握如何編程控制點(diǎn)陣屏

相關(guān)知識(shí)

點(diǎn)陣屏： LED點(diǎn)陣屏由多個(gè)LED發(fā)光二極管組成，通過控制LED亮滅來顯示文字、圖片、動(dòng)畫、視頻等，被廣泛應(yīng)用于公共場合做信息展示，如廣告屏、公告牌等。

點(diǎn)陣屏組成及原理： LED點(diǎn)陣屏按照LED發(fā)光顏色可分為單色、雙色、三色燈等，可顯示紅、黃、綠甚至是真彩色。根據(jù)LED的數(shù)量又分為4x4、8x8、16x16等不同類型。這里我們通過單色8x8點(diǎn)陣屏來了解其原理，8x8點(diǎn)陣屏由8行8列共64個(gè)LED燈組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖：

**外部管腳定義：**8x8點(diǎn)陣屏有16個(gè)管腳，將有絲印的一邊朝下，逆時(shí)針進(jìn)行編號(hào)。

*內(nèi)部管腳定義：

控制方式： 每個(gè)LED放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行高電平，某一列低電平，則對(duì)應(yīng)交叉點(diǎn)的LED就會(huì)點(diǎn)亮。比如我們要點(diǎn)亮第一行第一列LED燈，則給對(duì)應(yīng)將點(diǎn)陣屏的第9腳高電平，第13腳低電平，其他LED控制以此類推即可。

電路搭建

所需材料

ArduinoUNO * 1
8*8 LED點(diǎn)陣屏 * 1
杜邦線若干

電路連接

程序編寫

練習(xí)一：繪制第一個(gè)圖形

根據(jù)上圖接線方式，編程實(shí)現(xiàn)讓LED點(diǎn)陣屏顯示兩個(gè)點(diǎn)，并開始閃爍起來。

圖形化方式：

代碼方式：

/* 項(xiàng)目名稱:閃爍的兩個(gè)點(diǎn)
 * 項(xiàng)目時(shí)間:2022.03.03
 * 項(xiàng)目作者:MRX
 */
int leds[8] = {1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14}; //點(diǎn)陣屏正極引腳
int gnds[8] = {3, 4, 6, 10, 11, 13, 15, 16}; //點(diǎn)陣屏負(fù)極引腳
void setup() {
  for (int i = 0; i < 8; i++)
  {
    pinMode(leds[i], OUTPUT);
    pinMode(gnds[i], OUTPUT);
    digitalWrite(gnds[i], HIGH); //負(fù)極引腳拉高，熄滅所有LED
  }
}
void loop() {
  digitalWrite(leds[6],HIGH);
  digitalWrite(gnds[0],LOW);
  digitalWrite(leds[6],HIGH);
  digitalWrite(gnds[2],LOW);
  delay(100);
  digitalWrite(leds[6],LOW);
  digitalWrite(gnds[0],HIGH);
  digitalWrite(leds[6],LOW);
  digitalWrite(gnds[2],HIGH);
  delay(100);
}

使用代碼編程的時(shí)候，要注意開始要將所有的LED的負(fù)極引腳給高電平，讓所有的LED熄滅。

練習(xí)二：方向指示牌

繪制一個(gè)如下圖所示的圖案，在點(diǎn)陣屏上顯示出來。

圖形化方式：

代碼方式：

/* 項(xiàng)目名稱:右箭頭
 * 項(xiàng)目時(shí)間:2022.03.03
 * 項(xiàng)目作者:MRX
 */
int leds[8] = {9, 14, 8, 12, 1, 7, 2, 5}; //點(diǎn)陣屏正極引腳
int gnds[8] = {13, 3, 4, 10, 6, 11, 15, 16}; //點(diǎn)陣屏負(fù)極引腳
int led[8][8] = {//箭頭方陣，1處是亮燈的led


  {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},


  {0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},


  {0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0},


  {0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0},


  {0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0},


  {0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0},


  {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},


  {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
};
//清屏
void ledclean()
{
  for (int i = 0; i < 8; i++)//將點(diǎn)陣屏正極ladies，負(fù)極拉高，關(guān)斷顯示
  {
    digitalWrite(leds[i], LOW); 
    digitalWrite(gnds[i], HIGH);
  }
}
//右箭頭
void rightArrow()
{
  for (int i = 0 ; i < 8; i++)
  {
    digitalWrite(leds[i], LOW); 
    for (int j = 0; j < 8; j++)
    {
      digitalWrite(gnds[j], 1-led[i][j]);
    }
    digitalWrite(leds[i], HIGH);
    ledclean();
  }
}
void setup() {
  for (int i = 0; i < 8; i++)
  {
    pinMode(leds[i], OUTPUT);
    pinMode(gnds[i], OUTPUT);
    digitalWrite(gnds[i], HIGH); //負(fù)極引腳拉高，熄滅所有LED
  }
}
void loop() {
  rightArrow();
  }

程序分析:

LED點(diǎn)陣屏是多個(gè)LED組合在一起來驅(qū)動(dòng)，基本的驅(qū)動(dòng)方式是逐行掃描或者逐列掃描。通過兩個(gè)for循環(huán)嵌套來進(jìn)行操作，外部循環(huán)控制列，內(nèi)部循環(huán)遍歷行，或者外部循環(huán)控制行，內(nèi)部循環(huán)遍歷列。當(dāng)逐行或者逐列掃描足夠快的時(shí)候，人眼就會(huì)因?yàn)橐曈X暫存而看到同時(shí)點(diǎn)亮的效果。

當(dāng)對(duì)多塊點(diǎn)陣屏進(jìn)行操作時(shí)，使用IO引腳直接驅(qū)動(dòng)的方式就顯得不切實(shí)際了，一方面這需要占用很多的IO口，另一方面IO驅(qū)動(dòng)能力畢竟有限，所以點(diǎn)陣屏還有專門的驅(qū)動(dòng)電路和IC芯片來滿足更高的應(yīng)用要求。后續(xù)我們將會(huì)使用到點(diǎn)陣屏模塊來進(jìn)行新的項(xiàng)目開發(fā)。