在Arduino下如何直接以LED組建點陣屏

FireBeetle 24×8 LED點陣屏是螢火蟲系列的配件產(chǎn)品，與常規(guī)點陣屏不同的是它直接用LED發(fā)光二極管來構(gòu)建顯示陣列，而非用點陣模塊來構(gòu)建。

為了節(jié)省I/O口，該點陣屏是采用高性能的LED驅(qū)動芯片HT1632C來進(jìn)行控制。對每個LED都有獨立的寄存器，故可分別驅(qū)動每個LED燈。它內(nèi)置了256KHz的RC時鐘，在低功耗模式下，可關(guān)閉RC時鐘，使功耗僅為5uA。

點陣屏的外觀如圖1和圖2所示，盡管顯示屏的引腳較多，但在使用時所涉及的引腳并不很多。

點陣屏的性能如下：

· 工作電壓：3.3V· 顯示顏色：白色· HT1632C驅(qū)動芯片· 內(nèi)置256KHzRC時鐘· 低功耗：5uA· 工作電流：6mA~100mA· 串行數(shù)據(jù)通信· 支持Arduino庫· 支持滾屏顯示· 接口方式：FireBeetle系列兼容· 工作溫度：-40℃~+85℃· 模塊尺寸：24 ×58（mm）/0.94 x 2.28（inches）· 安裝孔尺寸：內(nèi)徑3.1mm/外徑6mm

要驅(qū)動該點陣屏有2種方式，一種是以常規(guī)的Arduino開發(fā)板來驅(qū)動，另一種則是以ESP32-E Arduino開發(fā)板來驅(qū)動。

對于常規(guī)的Arduino開發(fā)板驅(qū)動，在使用前安裝對應(yīng)的FireBeetleLEDMatrix-master庫，安裝后即可見到對應(yīng)庫以供使用。

若以ESP32-EArduino開發(fā)板來驅(qū)動，則無法直接進(jìn)行編譯和上傳，為此只好以I/O口驅(qū)來編程實現(xiàn)。

按點陣屏的原理圖可知，為了便于使用片選信號CS是可供選擇的，選擇的對象可以是CS1~CS4中的任意一個，選取時只需將S1對應(yīng)的開關(guān)接通即可。而CS1~CS4所對應(yīng)的引腳則是D2~D5，編程時是以A4來控制串行。

圖8 點陣屏片選控制

圖9 片選開關(guān)

為此，點陣屏與開發(fā)板的連接關(guān)系定義為：

#define cs1 A4#define rd D3#define wr D7#define dat D2

實現(xiàn)HT1632C初始化的函數(shù)為：

void HT1632C_Init（void）{ digitalWrite（cs1， HIGH）; #define SYS_DIS 0x00 //關(guān)閉系統(tǒng)震蕩 #define SYS_EN 0x01 //打開系統(tǒng)震蕩 #define LED_OFF 0x02 //關(guān)閉LED顯示 #define LED_ON 0x03 //打開LED顯示 #define BLINK_OFF 0x08 //關(guān)閉閃爍 #define BLINK_ON 0x09 //打開閃爍 #define SLAVE_MODE 0x10 //從模式 #define RC_MASTER_MODE 0x18 //內(nèi)部RC時鐘 #define COM_OPTION 0x24 //24:16COM，NMOS。C：COM，PMOS。 #define PWM_DUTY 0xAE //PWM亮度控制 digitalWrite（wr， HIGH）; digitalWrite（dat， HIGH）; HT1632C_Write_CMD（SYS_DIS）; //關(guān)閉HT1632C內(nèi)部RC時鐘 HT1632C_Write_CMD（COM_OPTION）; //選擇HT1632C工作模式，COM，NMOS模式 HT1632C_Write_CMD（RC_MASTER_MODE）; //選擇內(nèi)部RC時鐘 HT1632C_Write_CMD（SYS_EN）; //打開HT1632C內(nèi)部RC時鐘 HT1632C_Write_CMD（PWM_DUTY）; //PWM亮度設(shè)置 HT1632C_Write_CMD（BLINK_OFF）; //關(guān)閉閃爍 HT1632C_Write_CMD（LED_ON）; //打開LED顯示}

實現(xiàn)清屏處理的函數(shù)為：

void HT1632C_clr（void）{ unsigned char i; digitalWrite（cs1， LOW）; HT1632C_Write（0xa0，3）; HT1632C_Write（0x00，7）; for（i=0;i《48;i++） HT1632C_Write（0，8）; digitalWrite（cs1， HIGH）;}

向HT1632C發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)為：

voidHT1632C_Write（unsigned char Data，unsigned char cnt）{ unsigned char i; for（i=0;i《cnt;i++） { digitalWrite（wr， LOW）; if（Data & 0x80） digitalWrite（dat， HIGH）; else digitalWrite（dat， LOW）; Data《《=1; digitalWrite（wr， HIGH）; }}

向HT1632 C寫入命令的函數(shù)為：

void HT1632C_Write_CMD（unsignedchar cmd）{digitalWrite（cs1， LOW）;HT1632C_Write（0x80，3）;HT1632C_Write（cmd，9）;digitalWrite（cs1， HIGH）;}

向HT1632 C寫入數(shù)據(jù)的函數(shù)為：

void HT1632C_Write_DATA（unsignedchar Addr，unsigned char p，unsigned char cnt）{ unsigned char i; digitalWrite（cs1， LOW）; HT1632C_Write（0xa0，3）; HT1632C_Write（Addr《《1，7）; for（i=0;i《cnt;i++） { HT1632C_Write（p，8）; } digitalWrite（cs1， HIGH）;}

實現(xiàn)顯示效果的配置程序為：

void setup（） { unsigned char temp=0xAA; pinMode（LED_BUILTIN， OUTPUT）; pinMode（cs1， OUTPUT）; pinMode（rd， OUTPUT）; pinMode（wr， OUTPUT）; pinMode（dat，OUTPUT）; HT1632C_Init（）; HT1632C_clr（）; HT1632C_Write_DATA（0x00，temp，48）;}

經(jīng)程序的編譯與上傳，其界面如圖11所示。

圖11 完成程序上傳

實現(xiàn)圖12所示三角形繪制的程序如下：

{ unsigned char i，b; digitalWrite（cs1， LOW）; HT1632C_Write（0xa0，3）; HT1632C_Write（0x00，7）; b=1; for（i=0;i《24;i++） { if（i%8==0） b=1; else b=（b《《1）+1; HT1632C_Write（b，8）; HT1632C_Write（b，8）; } digitalWrite（cs1， HIGH）;}

圖12繪制三角形

實現(xiàn)圖13所示數(shù)值顯示的程序如下：

voidsetup（） { unsigned char temp=0xFF; pinMode（LED_BUILTIN， OUTPUT）; pinMode（cs1， OUTPUT）; pinMode（rd， OUTPUT）; pinMode（wr， OUTPUT）; pinMode（dat，OUTPUT）; HT1632C_Init（）; HT1632C_clr（）; HT1632C_Write_C（58，8）; HT1632C_Write_C（26，6）; HT1632C_Write_C（26，4）;}

對于的字符顯示函數(shù)為：

voidHT1632C_Write_C（unsigned char Addr，unsigned char p）{ unsigned char i; digitalWrite（cs1， LOW）; HT1632C_Write（0xa0，3）; //ID:101 HT1632C_Write（Addr《《1，7）; for（i=0;i《8;i++） { HT1632C_Write（dot［p*8-i］，8）; HT1632C_Write（dot［p*8-i］，8）; } digitalWrite（cs1， HIGH）;}

圖13 數(shù)值顯示

所使用的字模由工具軟件PCtoLCD2002來提取，其提取的格式定義如圖15所示。

圖14字模提取

圖15字模格式定義

相應(yīng)的字庫格式為：

unsignedchar dot［］= {0x00，0x38，0x44，0x44，0x44，0x44，0x38，0x00，/*“0”，0*/0x00，0x48，0x48，0x7C，0x40，0x40，0x00，0x00，/*“1”，1*/0x00，0x48，0x64，0x64，0x64，0x54，0x6C，0x00，/*“2”，2*/0x00，0x28，0x44，0x4C，0x4C，0x54，0x34，0x00，/*“3”，3*/0x00，0x10，0x28，0x24，0x64，0x7E，0x00，0x00，/*“4”，4*/0x00，0x3C，0x54，0x54，0x54，0x54，0x24，0x00，/*“5”，5*/0x00，0x38，0x54，0x54，0x54，0x54，0x20，0x00，/*“6”，6*/0x00，0x0C，0x04，0x74，0x14，0x0C，0x04，0x00，/*“7”，7*/0x00，0x2C，0x54，0x54，0x54，0x54，0x2C，0x00，/*“8”，8*/0x00，0x08，0x54，0x54，0x54，0x74，0x38，0x00，/*“9”，9*/};

這樣我們要驅(qū)動FireBeetle 24×8 LED點陣屏的顯示，就有了2種方法。

本文系21ic論壇藍(lán)V作者jinglixixi原創(chuàng)撰寫

編輯：jq