在Arduino下如何直接以LED组建点阵屏

FireBeetle 24×8 LED点阵屏是萤火虫系列的配件产品，与常规点阵屏不同的是它直接用LED发光二极管来构建显示阵列，而非用点阵模块来构建。

为了节省I/O口，该点阵屏是采用高性能的LED驱动芯片HT1632C来进行控制。对每个LED都有独立的寄存器，故可分别驱动每个LED灯。它内置了256KHz的RC时钟，在低功耗模式下，可关闭RC时钟，使功耗仅为5uA。

点阵屏的外观如图1和图2所示，尽管显示屏的引脚较多，但在使用时所涉及的引脚并不很多。

点阵屏的性能如下：

· 工作电压：3.3V· 显示颜色：白色· HT1632C驱动芯片· 内置256KHzRC时钟· 低功耗：5uA· 工作电流：6mA~100mA· 串行数据通信· 支持Arduino库· 支持滚屏显示· 接口方式：FireBeetle系列兼容· 工作温度：-40℃~+85℃· 模块尺寸：24 ×58（mm）/0.94 x 2.28（inches）· 安装孔尺寸：内径3.1mm/外径6mm

要驱动该点阵屏有2种方式，一种是以常规的Arduino开发板来驱动，另一种则是以ESP32-E Arduino开发板来驱动。

对于常规的Arduino开发板驱动，在使用前安装对应的FireBeetleLEDMatrix-master库，安装后即可见到对应库以供使用。

若以ESP32-EArduino开发板来驱动，则无法直接进行编译和上传，为此只好以I/O口驱来编程实现。

按点阵屏的原理图可知，为了便于使用片选信号CS是可供选择的，选择的对象可以是CS1~CS4中的任意一个，选取时只需将S1对应的开关接通即可。而CS1~CS4所对应的引脚则是D2~D5，编程时是以A4来控制串行。

图8 点阵屏片选控制

图9 片选开关

为此，点阵屏与开发板的连接关系定义为：

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

实现HT1632C初始化的函数为：

void HT1632C_Init（void）{ digitalWrite（cs1， HIGH）; #define SYS_DIS 0x00 //关闭系统震荡 #define SYS_EN 0x01 //打开系统震荡 #define LED_OFF 0x02 //关闭LED显示 #define LED_ON 0x03 //打开LED显示 #define BLINK_OFF 0x08 //关闭闪烁 #define BLINK_ON 0x09 //打开闪烁 #define SLAVE_MODE 0x10 //从模式 #define RC_MASTER_MODE 0x18 //内部RC时钟 #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）; //关闭HT1632C内部RC时钟 HT1632C_Write_CMD（COM_OPTION）; //选择HT1632C工作模式，COM，NMOS模式 HT1632C_Write_CMD（RC_MASTER_MODE）; //选择内部RC时钟 HT1632C_Write_CMD（SYS_EN）; //打开HT1632C内部RC时钟 HT1632C_Write_CMD（PWM_DUTY）; //PWM亮度设置 HT1632C_Write_CMD（BLINK_OFF）; //关闭闪烁 HT1632C_Write_CMD（LED_ON）; //打开LED显示}

实现清屏处理的函数为：

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发送数据的函数为：

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写入命令的函数为：

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

向HT1632 C写入数据的函数为：

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）;}

实现显示效果的配置程序为：

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）;}

经程序的编译与上传，其界面如图11所示。

图11 完成程序上传

实现图12所示三角形绘制的程序如下：

{ 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）;}

图12绘制三角形

实现图13所示数值显示的程序如下：

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）;}

对于的字符显示函数为：

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）;}

图13 数值显示

所使用的字模由工具软件PCtoLCD2002来提取，其提取的格式定义如图15所示。

图14字模提取

图15字模格式定义

相应的字库格式为：

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*/};

这样我们要驱动FireBeetle 24×8 LED点阵屏的显示，就有了2种方法。

本文系21ic论坛蓝V作者jinglixixi原创撰写

编辑：jq