Arduino基础入门篇19—点阵屏

将8个LED发光二极管封装在一起就组成了数码管，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，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，通过控制LED亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，被广泛应用于公共场合做信息展示，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，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，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。

不同点阵屏封装不同，8x8点阵屏由8行8列共64个LED灯组成，其内部结构如下图：

每个LED放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行电平拉高，某一列电拉低，则对应交叉点的LED就会点亮。

8x8点阵屏有16个管脚，将有丝印的一边朝下，逆时针编号为1–8，9–16。

其对应内部管脚定义如下如所示：

比如我们要点亮第一行第一列LED灯，则对应将点阵屏的第9脚拉高，第13脚拉低，其他LED控制以此类推即可。

2. 实验材料3. 实验步骤1. 根据原理图搭建电路。

根据点阵屏管脚定义，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

，这8个引脚为LED的正极；

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

，这8个引脚为LED的负极。

这里需要注意，Uno R3开发板的A0–A5也可以做普通GPIO使用，编号分别为14–19。

实验原理图如下图所示：

实物连接图如下图所示：

2. 新建sketch，拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。

int leds[8] = {6, 11, 5, 9, 14, 4, 15, 2}; //点阵屏正极引脚
int gnds[8] = {10, 16, 17, 7, 3, 8, 12, 13}; //点阵屏负极引脚
void setup() {
  for (int i = 0; i < 8; i++)
  {
    pinMode(leds[i], OUTPUT);
    pinMode(gnds[i], OUTPUT);
    digitalWrite(gnds[i], HIGH); //负极引脚拉高，熄灭所有LED
  }
}
void ledopen()
{
  for (int i = 0; i < 8; i++)//将点阵屏正极拉高，负极拉低，开启显示
  {
    digitalWrite(leds[i], HIGH);
    digitalWrite(gnds[i], LOW);
  }
}
void ledclean()
{
  for (int i = 0; i < 8; i++)//将点阵屏正极ladies，负极拉高，关断显示
  {
    digitalWrite(leds[i], LOW); 
    digitalWrite(gnds[i], HIGH);
  }
}
//逐列扫描
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();
  }
}
//逐行扫描
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，设置好对应端口号和开发板类型，进行程序下载。

4. 实验现象

LED点阵屏点亮然后熄灭，然后逐列点亮，逐行点亮。

5. 实验分析

LED点阵屏不过是多个LED组合在一起来驱动，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，外部循环控制列，内部循环遍历行，或者外部循环控制行，内部循环遍历列，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，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，使用IO引脚直接驱动的方式就显得不切实际了，一方面这需要占用很多的IO口，另一方面IO驱动能力毕竟有限，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。