【雕爷学编程】Arduino动手做（99）---8X32 LED
37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十九：8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 四位点阵模组
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MAX7219
是美国MAXIM 公司推出的多位LED 显示驱动器，采用3 线串行接口传送数据，可直接与单片机接口连接，用户能方便修改其内部参数，以实现多位LED 显示。它内含硬件动态扫描电路、BCD译码器、段驱动器和位驱动器。此外，其内部还含有8X8 位静态RAM,用于存放8 个数字的显示数据。显然，它可直接驱动64 段LED点阵显示器。当多片MAX7219 级联时，可控制更多的LED 点阵显示器。显示的数据通过单片机数据处理后，送给MAX7219 显示。
MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。MAX7221与SPI™、QSPI™以及 MICROWIRE™相兼容，同时它有限制回转电流的段驱动来减少EMI（电磁干扰）。一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式。
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MAX7219管脚描述
1 DIN 串行数据输入端口。在时钟上升沿时数据被载入内部的16位寄存器。
2,3,5-8,10,11 DIG 0–DIG7 八个数据驱动线路置显示器共阴极为低电平。关闭时7219此管脚输出高电平，7221呈现高阻抗。
4,9 GND 地线 （4脚和9脚必须同时接地）
12 LOAD (MAX7219) 载入数据。连续数据的后16位在LOAD端的上升沿时被锁定。CS (MAX7221) 片选端。该端为低电平时串行数据被载入移位寄存器。连续数据的后16位在cs端的上升沿时被锁定。
13 CLK 时钟序列输入端。最大速率为 10MHz.在时钟的上升沿， 数据移入内部移位寄存器。 下降沿时， 数据从DOUT端输出。对MAX7221来说，只有当cs端为低电平时时钟输入才有效。
14-17,20-23 SEG 7 段和小数点驱动，为显示器提供电流。当一个段驱A–SEG G, 动关闭时，7219的此端呈低电平，7221呈现高阻抗。DP
18 SET 通过一个电阻连接到VDD 来提高段电流。
19 V+ 正极电压输入，+5V
24 DOUT 串行数据输出端口，从DIN输入的数据在16.5个时钟周期后在此端有效。当使用多个MAX7219/MAX7221时用此端方便扩展。
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MAX7219功能特点
1 10MHz连续串行口
2 独立的LED段控制
3 数字的译码与非译码选择
4 150μA的低功耗关闭模式
5 亮度的数字和模拟控制
6 高电压中断显示
7 共阴极LED显示驱动
8 限制回转电流的段驱动来减少EMI（MAX7221）
9 SPI, QSPI, MICROWIRE串行接口（MAX7221）
10 24脚的 DIP和 SO 封装
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8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 四位点阵模组
8X32 LED点阵显示级联模块，MAX7219是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式。只需要3个IO口即可驱动1个点阵！点阵显示时无闪烁！支持级联！
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8X32 LED点阵显示模块参考电原理图
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模块参数：
1.单个模块可以驱动一个8*8共阴点阵
2.模块工作电压：5V
3.模块尺寸：长12.8厘米X宽3.2厘米X高1.3厘米
4.带64个固定螺丝孔，孔径3mm
5.模块带输入输出接口，支持多个模块级联
接线说明：
1.模块左边为输入端口，右边为输出端口。
2.控制单个模块时，只需要将输入端口接到CPU
3.多个模块级联时，第1个模块的输入端接CPU，输出端接第2个模块的输入端，第2个模块的输出端接第3个模块的输入端，以此类推...
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实验开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十九：8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 四位点阵模组
1、下载安装库：
GitHub | riyas-org/max7219 https://github.com/riyas-org/max7219
2、项目：应用多种函数，显示字母，笑脸等图案以及左向移动
3、连线：
VCC → 5V
GND → GND
DIN → D11
CS → D12
CLK → D13
*/
#include <MaxMatrix.h>
int DIN = 11; // DIN pin of MAX7219 module
int CLK = 13; // CLK pin of MAX7219 module
int CS = 12; // CS pin of MAX7219 module
int maxInUse = 1;
MaxMatrix m(DIN, CS, CLK, maxInUse);
char A[] = {4, 8,
B01111110,
B00010001,
B00010001,
B01111110,
};
char B[] = {4, 8,
B01111111,
B01001001,
B01001001,
B00110110,
};
char smile01[] = {8, 8,
B00111100,
B01000010,
B10010101,
B10100001,
B10100001,
B10010101,
B01000010,
B00111100
};
char smile02[] = {8, 8,
B00111100,
B01000010,
B10010101,
B10010001,
B10010001,
B10010101,
B01000010,
B00111100
};
char smile03[] = {8, 8,
B00111100,
B01000010,
B10100101,
B10010001,
B10010001,
B10100101,
B01000010,
B00111100
};
void setup() {
m.init(); // MAX7219 initialization
m.setIntensity(8); // initial led matrix intensity, 0-15
}
void loop() {
// Seting the LEDs On or Off at x,y or row,column position
m.setDot(6,2,true);
delay(1000);
m.setDot(6,3,true);
delay(1000);
m.clear(); // Clears the display
for (int i=0; i<8; i++){
m.setDot(i,i,true);
delay(300);
}
m.clear();
// Displaying the character at x,y (upper left corner of the character)
m.writeSprite(2, 0, A);
delay(1000);
m.writeSprite(2, 0, B);
delay(1000);
m.writeSprite(0, 0, smile01);
delay(1000);
m.writeSprite(0, 0, smile02);
delay(1000);
m.writeSprite(0, 0, smile03);
delay(1000);
for (int i=0; i<8; i++){
m.shiftLeft(false,false);
delay(300);
}
m.clear();
}
实验开源代码之二
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十九：8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 四位点阵模组
1、下载安装库：
GitHub | riyas-org/max7219 https://github.com/riyas-org/max7219
2、项目：程序中将所要显示的图型使用数组方式存放，主回圈中交错显示在 8x8 点阵
模块上产生一个有趣的点阵动画
3、连线：
VCC → 5V
GND → GND
DIN 接 D11 (MOSI)
CS 接 D10 (SS)
CLK 接 D13 (SCK)
*/
#include <SPI.h>
const byte sprite[2][8] = {
{ 0xf8, 0xbc, 0x15, 0x7e, 0x7e, 0x15, 0xbc, 0xf8 },
{ 0xfc, 0x8e, 0x1b, 0x2e, 0x2e, 0x1b, 0x8e, 0xfc }
};
const byte DECODEMODE = 0x09;
const byte INTENSITY = 0x0a;
const byte SCANLIMIT = 0x0b;
const byte SHUTDOWN = 0x0c;
const byte DISPLAYTEST = 0x0f;
void max7219(const byte reg, const byte data) {
digitalWrite(SS, LOW);
SPI.transfer(reg);
SPI.transfer(data);
digitalWrite(SS, HIGH);
}
void setup() {
SPI.begin();
max7219(SCANLIMIT, 7);
max7219(DECODEMODE, 0);
max7219(INTENSITY, 2);
max7219(DISPLAYTEST, 0);
max7219(SHUTDOWN, 1);
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, 0);
}
}
void loop() {
for(byte j=0; j<2; j++) {
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, sprite[j]);
}
delay(500);
}
}
实验开源代码之三
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十九：8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 四位点阵模组
1、下载库 https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/Matrix_Sprite.zip
2、项目：在四个8x8屏间跳动的红点（快速扫描所有点阵）
3、连线：
VCC → 5V
GND → GND
DIN 接 D11 (MOSI)
CS 接 D10 (SS)
CLK 接 D13 (SCK)
*/
#include <Sprite.h> // Sprite before Matrix
#include <Matrix.h>
const int numChips = 4;
//DIN, CLK, SS, #chips
Matrix myLeds = Matrix(11, 13, 10, numChips);
void setup() {
myLeds.clear();
}
void loop() {
byte x, y;
// light one LED at a time, scanning left to right
// and top to bottom... useful for testing the matrix
for (y=0; y<8; y++) {
for (x=0; x<(numChips * 8); x++) {
myLeds.write(x, y, HIGH);
delay(20);
myLeds.write(x, y, LOW);
}
}
}
实验开源代码之四
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十九：8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 四位点阵模组
1、下载库 https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/Matrix_Sprite.zip
2、项目：显示字母
3、连线：
VCC → 5V
GND → GND
DIN 接 D11 (MOSI)
CS 接 D10 (SS)
CLK 接 D13 (SCK)
*/
#include <Sprite.h> // Sprite before Matrix
#include <Matrix.h>
//DIN, CLK, CS, #chips
Matrix myLeds = Matrix(11, 13, 10, 3);
Sprite letter_L = Sprite(5, 8,
B11000,
B11000,
B11000,
B11000,
B11000,
B11000,
B11111,
B11111
);
Sprite letter_E = Sprite(5, 8,
B11111,
B11111,
B11000,
B11110,
B11110,
B11000,
B11111,
B11111
);
Sprite letter_D = Sprite(6, 8,
B111100,
B111110,
B110111,
B110011,
B110011,
B110111,
B111110,
B111100
);
Sprite letter_S = Sprite(5, 8,
B01110,
B11111,
B11000,
B11110,
B01111,
B00011,
B11111,
B01110
);
void setup() {
myLeds.clear();
myLeds.setBrightness(0);
myLeds.write(3, 0, letter_L);
myLeds.write(10, 0, letter_E);
myLeds.write(18, 0, letter_D);
myLeds.write(26, 0, letter_S);
}
void loop() {
}
实验场景图
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Matrix库的几个函数
基本用法，仅限像素
Matrix myLeds = Matrix（DIN，CLK，LOAD，numChips）;
使用您选择的名称创建Matrix对象的实例。DIN，CLK和LOAD是连接这些信号的引脚号。如果连接了多个单独连接的MAX7219芯片，则可以创建多个对象。
myLeds。clear（）;
清除整个显示屏。
myLeds。setBrightness（15）;
设置显示亮度，从0到15（最亮）。
myLeds。write（x，y，value）;
更改单个像素。对于关闭，值应为LOW，对于on，值应为HIGH。
基本用法，使用Sprite
Sprite myIcon = Sprite（宽度，高度，B11000，B11000，B11111，B11111）;
创建一个精灵对象。您可以根据需要创建任意数量的精灵，每个精灵都有一个唯一的名称。宽度应与每个数据值中的位数匹配，高度应与数据值的数量匹配。
myLeds。write（x，y，myIcon）;
在显示屏上绘制一个闪烁的精灵。
Sprite库允许创建与Matrix库一起使用的图像精灵
Sprite
启动LCD库。
width（）
返回精灵的宽度（以像素为单位）。
height（）
返回精灵的高度（以像素为单位）。
write（）
将数据写入精灵的x，y位置。
read（）
返回存储在sprite的x，y位置的数据。
实验开源仿真编程（Linkboy V4.63）
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实验开源图形编程（Mind+、Mixly、编玩边学）
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【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（08）---四位32段点阵屏
项目之三：红绿色32段级联频谱点阵屏灯（FFT算法）
实验开源代码
/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（08）---四位32段点阵屏
项目之三：红绿色32段级联频谱点阵屏灯（FFT算法）
接脚连线：MAX9814 接A0
MAX7219 UNO
VCC →→→→→ 5V
GND →→→→→ GND
DIN →→→→→ D11（数据，数据接收引脚）
CS →→→→→ D10（负载，命令接收引脚）
CLK →→→→→ D13（时钟，时钟引脚）
*/
#include <arduinoFFT.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SPI.h>
MD_MAX72XX disp = MD_MAX72XX(MD_MAX72XX::FC16_HW, 10, 1);
arduinoFFT FFT = arduinoFFT();
double realComponent[64];
double imagComponent[64];
int spectralHeight[] = {0b00000000, 0b10000000, 0b11000000,
0b11100000, 0b11110000, 0b11111000,
0b11111100, 0b11111110, 0b11111111
};
int index, c, value;
void setup()
{
disp.begin();
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
int sensitivity = map(analogRead(A0), 0, 1023, 50, 100);
Serial.println (analogRead(A0));
for (int i = 0; i < 64; i++)
{
realComponent[i] = analogRead(A7) / sensitivity;
imagComponent[i] = 0;
}
FFT.Windowing(realComponent, 64, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);
FFT.Compute(realComponent, imagComponent, 64, FFT_FORWARD);
FFT.ComplexToMagnitude(realComponent, imagComponent, 64);
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
realComponent[i] = constrain(realComponent[i], 0, 80);
realComponent[i] = map(realComponent[i], 0, 80, 0, 8);
index = realComponent[i];
value = spectralHeight[index];
c = 31 - i;
disp.setColumn(c, value);
}
}
实验场景动态图
https://img.mydigit.cn/forum/202111/22/142941orny1mpjp1ktcdtr.gif
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTc1NTk2OA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
