将8个LED发光二极管封装在一起就组成了数码管&＃xff0c;将更多的LED组合在一起就组成了点阵屏。本篇我们来认识点阵屏&＃xff0c;通过Arduino的IO口直接驱动点阵屏来了解其驱动方式。
1. 点阵屏介绍
LED点阵屏由LED发光二极管组成&＃xff0c;通过控制LED亮灭来显示文字、图片、动画、视频等&＃xff0c;被广泛应用于公共场合做信息展示&＃xff0c;如广告屏、公告牌等。
LED点阵屏按照LED发光颜色可分为单色、双色、三色灯等&＃xff0c;可显示红、黄、绿甚至是真彩色。根据LED的数量又分为4x4、8x8、16x16等不同类型。多色点阵屏工艺要求相对较高&＃xff0c;需要考虑多种颜色混合时对色彩的影响。这里我们通过单色8x8点阵屏来了解其原理。
8x8点阵屏
不同点阵屏封装不同&＃xff0c;8x8点阵屏由8行8列共64个LED灯组成&＃xff0c;其内部结构如下图&＃xff1a;
8x8内部结构
每个LED放置在行线和列线的交叉点上&＃xff0c;当对应的某一行电平拉高&＃xff0c;某一列电拉低&＃xff0c;则对应交叉点的LED就会点亮。
8x8点阵屏有16个管脚&＃xff0c;将有丝印的一边朝下&＃xff0c;逆时针编号为18&＃xff0c;916。
8X8点阵管脚
其对应内部管脚定义如下如所示&＃xff1a;
点阵屏管脚定义
比如我们要点亮第一行第一列LED灯&＃xff0c;则对应将点阵屏的第9脚拉高&＃xff0c;第13脚拉低&＃xff0c;其他LED控制以此类推即可。
2. 实验材料
Uno R3开发板
配套USB数据线
面包板及配套连接线
8*8点阵屏
3. 实验步骤
1. 根据原理图搭建电路。
根据点阵屏管脚定义&＃xff0c;点阵屏的[9, 14, 8, 12, 1, 7, 2, 5]分别连接开发板的[6,11, 5, 9, 14, 4, 15, 2]&＃xff0c;这8个引脚为LED的正极&＃xff1b;
点阵屏的[13, 3, 4, 10, 6, 11, 15, 16]分别连接开发板的[10,16, 17, 7, 3, 8, 12, 13]&＃xff0c;这8个引脚为LED的负极。
这里需要注意&＃xff0c;Uno R3开发板的A0A5也可以做普通GPIO使用&＃xff0c;编号分别为1419。
实验原理图如下图所示&＃xff1a;
实验原理图
实物连接图如下图所示&＃xff1a;
实验原理图
2. 新建sketch&＃xff0c;拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。
/*
* Matrix
* 点阵屏显示驱动
*/
int leds[8] &＃61; {6, 11, 5, 9, 14, 4, 15, 2}; //点阵屏正极引脚
int gnds[8] &＃61; {10, 16, 17, 7, 3, 8, 12, 13}; //点阵屏负极引脚
void setup() {
for (int i &＃61; 0; i <8; i&＃43;&＃43;)
{
pinMode(leds[i], OUTPUT);
pinMode(gnds[i], OUTPUT);
digitalWrite(gnds[i], HIGH); //负极引脚拉高&＃xff0c;熄灭所有LED
}
}
void ledopen()
{
for (int i &＃61; 0; i <8; i&＃43;&＃43;)//将点阵屏正极拉高&＃xff0c;负极拉低&＃xff0c;开启显示
{
digitalWrite(leds[i], HIGH);
digitalWrite(gnds[i], LOW);
}
}
void ledclean()
{
for (int i &＃61; 0; i <8; i&＃43;&＃43;)//将点阵屏正极ladies&＃xff0c;负极拉高&＃xff0c;关断显示
{
digitalWrite(leds[i], LOW);
digitalWrite(gnds[i], HIGH);
}
}
//逐列扫描
void ledCol()
{
for (int i &＃61; 0 ; i <8; i&＃43;&＃43;)
{
digitalWrite(gnds[i], LOW);
for (int j &＃61; 0; j <8; j&＃43;&＃43;)
{
digitalWrite(leds[j], HIGH);
delay(40);
}
digitalWrite(gnds[i], HIGH);
ledclean();
}
}
//逐行扫描
void ledRow()
{
for (int i &＃61; 0 ; i <8; i&＃43;&＃43;)
{
digitalWrite(leds[i], HIGH);
for (int j &＃61; 0; j <8; j&＃43;&＃43;)
{
digitalWrite(gnds[j], LOW);
delay(40);
}
digitalWrite(leds[i], LOW);
ledclean();
}
}
void loop() {
ledopen(); //全部打开
delay(500);
ledclean(); //全部关闭
delay(500);
ledCol(); //列扫描
ledRow(); //行扫描
}
3. 连接开发板&＃xff0c;设置好对应端口号和开发板类型&＃xff0c;进行程序下载。
程序下载
4. 实验现象
LED点阵屏点亮然后熄灭&＃xff0c;然后逐列点亮&＃xff0c;逐行点亮。
实验现象
5. 实验分析
LED点阵屏不过是多个LED组合在一起来驱动&＃xff0c;基本的驱动方式是逐行扫描或者逐列扫描。通过两个for循环嵌套来进行操作&＃xff0c;外部循环控制列&＃xff0c;内部循环遍历行&＃xff0c;或者外部循环控制行&＃xff0c;内部循环遍历列&＃xff0c;相对操作还是非常简单的。当逐行或者逐列扫描足够快的时候&＃xff0c;人眼就会因为视觉暂存而看到同时点亮的效果。
当对多块点阵屏进行操作时&＃xff0c;使用IO引脚直接驱动的方式就显得不切实际了&＃xff0c;一方面这需要占用很多的IO口&＃xff0c;另一方面IO驱动能力毕竟有限&＃xff0c;所以点阵屏还有专门的驱动电路和IC芯片来满足更高的应用要求。
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