Arduino基礎入門篇19—點陣屏

摘要： 將8個LED發光二極體封裝在一起就組成了數碼管，將更多的LED組合在一起就組成了點陣屏。本篇我們來認識點陣屏，通過Arduino的IO口直接驅動點陣屏來了解其驅動方式。 1. 點陣屏介紹 LED點陣屏由LED發光二極體組成，通過控制LED亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視訊等，被廣泛應用於...

將8個LED發光二極體封裝在一起就組成了數碼管，將更多的LED組合在一起就組成了點陣屏。本篇我們來認識點陣屏，通過Arduino的IO口直接驅動點陣屏來了解其驅動方式。

1. 點陣屏介紹

LED點陣屏由LED發光二極體組成，通過控制LED亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視訊等，被廣泛應用於公共場合做資訊展示，如廣告屏、公告牌等。

LED點陣屏按照LED發光顏色可分為單色、雙色、三色燈等，可顯示紅、黃、綠甚至是真彩色。根據LED的數量又分為4x4、8x8、16x16等不同型別。多色點陣屏工藝要求相對較高，需要考慮多種顏色混合時對色彩的影響。這裡我們通過單色8x8點陣屏來了解其原理。

不同點陣屏封裝不同，8x8點陣屏由8行8列共64個LED燈組成，其內部結構如下圖：

每個LED放置在行線和列線的交叉點上，當對應的某一行電平拉高，某一列電拉低，則對應交叉點的LED就會點亮。

8x8點陣屏有16個管腳，將有絲印的一邊朝下，逆時針編號為1 _8，9 16。

其對應內部管腳定義如下如所示：

比如我們要點亮第一行第一列LED燈，則對應將點陣屏的第9腳拉高，第13腳拉低，其他LED控制以此類推即可。

2. 實驗材料

• Uno R3開發板
• 配套USB資料線
• 麵包板及配套連線線
• 8*8點陣屏

3. 實驗步驟

1. 根據原理圖搭建電路。

根據點陣屏管腳定義，點陣屏的[9, 14, 8, 12, 1, 7, 2, 5]分別連線開發板的[6,11, 5, 9, 14, 4, 15, 2]，這8個引腳為LED的正極；

點陣屏的[13, 3, 4, 10, 6, 11, 15, 16]分別連線開發板的[10,16, 17, 7, 3, 8, 12, 13]，這8個引腳為LED的負極。

這裡需要注意，Uno R3開發板的A0 _{A5也可以做普通GPIO使用，編號分別為14} 19。

實驗原理圖如下圖所示：

實物連線圖如下圖所示：

2. 新建sketch，拷貝如下程式碼替換自動生成的程式碼並進行儲存。

/*
 * Matrix
 * 點陣屏顯示驅動
 */

int leds[8] = {6, 11, 5, 9, 14, 4, 15, 2}; //點陣屏正極引腳
int gnds[8] = {10, 16, 17, 7, 3, 8, 12, 13}; //點陣屏負極引腳

void setup() {
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
pinMode(leds[i], OUTPUT);
pinMode(gnds[i], OUTPUT);
digitalWrite(gnds[i], HIGH); //負極引腳拉高，熄滅所有LED
}
}

void ledopen()
{
for (int i = 0; i < 8; i++)//將點陣屏正極拉高，負極拉低，開啟顯示
{
digitalWrite(leds[i], HIGH);
digitalWrite(gnds[i], LOW);
}
}

void ledclean()
{
for (int i = 0; i < 8; i++)//將點陣屏正極ladies，負極拉高，關斷顯示
{
digitalWrite(leds[i], LOW); 
digitalWrite(gnds[i], HIGH);
}
}

//逐列掃描
void ledCol()
{
for (int i = 0 ; i < 8; i++)
{
digitalWrite(gnds[i], LOW); 
for (int j = 0; j < 8; j++)
{
digitalWrite(leds[j], HIGH);
delay(40);
}
digitalWrite(gnds[i], HIGH);
ledclean();
}
}

//逐行掃描
void ledRow()
{
for (int i = 0 ; i < 8; i++)
{
digitalWrite(leds[i], HIGH);
for (int j = 0; j < 8; j++)
{
digitalWrite(gnds[j], LOW);
delay(40);
}
digitalWrite(leds[i], LOW);
ledclean();
}
}

void loop() {

ledopen(); //全部開啟
delay(500);
ledclean(); //全部關閉
delay(500);
ledCol(); //列掃描
ledRow(); //行掃描

}

3. 連線開發板，設定好對應埠號和開發板型別，進行程式下載。

4. 實驗現象

LED點陣屏點亮然後熄滅，然後逐列點亮，逐行點亮。

5. 實驗分析

LED點陣屏不過是多個LED組合在一起來驅動，基本的驅動方式是逐行掃描或者逐列掃描。通過兩個for迴圈巢狀來進行操作，外部迴圈控制列，內部迴圈遍歷行，或者外部迴圈控制行，內部迴圈遍歷列，相對操作還是非常簡單的。當逐行或者逐列掃描足夠快的時候，人眼就會因為視覺暫存而看到同時點亮的效果。

當對多塊點陣屏進行操作時，使用IO引腳直接驅動的方式就顯得不切實際了，一方面這需要佔用很多的IO口，另一方面IO驅動能力畢竟有限，所以點陣屏還有專門的驅動電路和IC晶片來滿足更高的應用要求。