Arduino LED點陣之鱷魚爬-0x01

這是Arduino之LED點陣-鱷魚爬系列的第1篇，我在第上一篇專欄給大家簡單的演示了下驅動Hub08點陣的效果，詳見 震驚！全世界最小的鱷魚-0x00。

本篇專欄主要包括以下內容：

• LED點陣相關的基礎知識
• HUB08介面介紹

0x01 LED點陣基礎

1.分類

目前X寶上能夠買到的LED點陣單元板很多，如我手上這塊Hub08介面的64x16LED單元半板，但是基本都是業界統一的標準。

例如本篇介紹的，就是Hub08介面，當然這裡還有Hub12等等，數字越大，能夠控制的LED點就越多。

除了Hub系列的介面，還有一種常見的是集成了MAX7219晶元的點陣單元板，不過自己玩玩可以，商用的話還是推薦Hub08，比MAX7219穩定。

除了驅動方式的不同，點陣還有表貼與直插之分。

直插的特點就是價廉物美，性價比高，亮度高，適合戶外。

表貼的顧名思義，是在一個個的貼片LED，貼焊到PCB，相比於直插而言，做工更精細。隨著近幾年隨著LED技術的發展，表貼的LED點陣也更多的應用於戶外顯示。

這裡這介紹下X寶上的LED單元板型號是什麼意思，借用一張Google的圖片來說明，比如說F3.75：

如上圖所示F3.75裡面的3.75代表的是LED燈珠的直徑，一般這種表示方法用於戶內顯示屏。

還有一種表示，例如P4,P5，這裡的P代表的是LED點間距，單位是毫米，P越小，意味著越清晰。

如果只是自己折騰的話，推薦購買F3.0或者F3.75大小的點陣單元板即可。

2.掃描方式

市面上常見的LED點陣單元板的掃描方式有靜態、1/2、1/4、1/8、1/16等。

以我手裡面這塊Hub08來說明，這是一塊1/16掃描方式的點陣。

由於LED顯示屏是逐行刷新顯示的，也就是說在任一確定的時刻我們只能控制其任意一行的顯示，每次刷新顯示一行，16行為一個掃描周期，這就是1/16掃描方式。

那麼如何實現同時顯示很多行呢？小時候玩過翻頁動畫吧？

對的，就是這樣，聰明的你肯定知道到了！

只要一個掃描周期的時間低於人眼視覺停留的時間（約0.05秒到0.2秒），呈現在你眼前的就會是一副靜態的畫面。

再提煉一下，其實一次掃描其實就是一幀，就像翻頁動畫的每一頁，如果每頁的圖像不同，當然畫面就動起來了。

不過，一定要注意這裡的停留時間，設置不當，人眼就會觀察到LED顯示屏所呈現的畫面出現閃爍，會閃瞎的。

0x02 Hub08的驅動方式

只需要看左邊的圖，右邊是Hub12的。

從上到下，依次是：

GND(接地) LA(行選擇A)

GND(接地) LB(行選擇B)

GND(接地) LC(行選擇C)

EN (使能) LD(行選擇D)

R1 (紅色輸出1) G1(綠色輸出1)

R1 (紅色輸出2) G2(綠色輸出2)

GND(接地) STB(鎖存)

GND(接地) SCK(時鐘同步)

1.行選擇

如果我們要在Hub08上點亮一個(x,y)坐標的LED點，用偽代碼來說明的話應該這樣做：

1. 先使能，讓OE管腳處於低電平，讓LED點陣能夠被點亮。
2. 選擇需要點亮的LED點所在行。
3. 選擇需要點亮的LED所在列。
4. 將需要點亮的列信息，存儲到點陣屏。
5. 重複2-4

所以說LA,LB,LC,LD的作用就是行選擇。

由於管腳只能輸出高低電壓，所以行選管腳，只能輸出0,1兩種狀態。

也就是說4個行選管腳，也就可以組合出 =16種狀態，正好可以代表16行。

例如：

　當管腳LD、LC、LB、LA的輸出分別為0000時，LED顯示屏的第1行被選中；

　當管腳LD、LC、LB、LA的輸出分別為0001時，LED顯示屏的第2行被選中；

　當管腳LD、LC、LB、LA的輸出分別為0010時，LED顯示屏的第3行被選中；

這裡唯一需要注意的是LA代表最低位，LD代表最高位。

現在我們已經知道如何控制LED點陣的每一行了，但是要顯示圖像，漢字，動畫，這還遠遠不夠，還需要對列信號進行控制。

2.列選擇

Hub08 LED顯示屏的列驅動使用了74HC595晶元，該晶元具有8位串列輸入、8位串列/並行輸出，8位鎖存功能。

上述是對於Hub08列選的原理簡介，不過你只需要知道，Hub08上面級聯的74HC595可以保存我們的列選擇信息即可，一個74HC595能夠存儲8列的信息，所以64列需要8個74HC595才能存儲下來。

Hub08裡面的R1,R2,G1,G2就是用來輸出這些列選數據的。

而LBT管腳就是用來發送存儲指令，將列選數據存儲下來的。

對於雙色的64x32點陣屏來說，R1,G1,控制上半個屏幕的紅綠色，R2,G2控制下半個屏幕的紅綠色，當同時輸出R1,G1或者R2,G2的時候，就可以顯示黃色。

不過我手頭上的是只是紅色的64x16點陣屏幕，R2,G1,G2都是無效的管腳。

0x03 結語

掌握了以上驅動原理，我們就具備了編寫程序所需的基礎了。

貌似篇幅有點長了，Arduino與Hub08介面的連線、編寫代碼就留到下一篇吧。

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謝謝！