最新 Arduino 驱动 12接口/户外 LED显示屏/LED点阵屏/LED单元板 – turtlegood

起因

现有的驱动LED显示屏的资料,比较好的只有这个。但是它驱动的是08接口的室内显示屏,而我要驱动的是12接口的户外显示屏。两种屏幕的区别在于户外屏幕点阵比较稀疏,而且二者的扫描方式,驱动方式都不太一样。我花了一个下午才摸索出了它的使用方式,因此分享给大家,希望大家不必再绕弯路。

材料准备

  • 12接口(户外)LED单元板一块:比如我是从[这里]买的,大家搜索“半户外 LED 单元板”就可以了。我的板是16×32大小。
  • Arduino Uno一块
  • 5V电源一个(比如充电宝、给手机充电的头)

硬件搭建

1.显示屏电源的焊接

LED单元板使用的是5V的电源,但是它只提供了两个旋螺丝的地方供接电源。因此我们要进行如下焊接:USB公头的+,-接到导线的+,-。这样之后USB直接插入手机充电器/充电宝,导线链接到显示屏的电源上。

2.Arduino与显示屏的连接

首先我们要知道12接口每个引脚的定义:

OE A
N B
N C
N CLK
N HS
N R
N G
GND D
  • N:表示没有任何用
  • A,B,C,D:行选择。由于我们是16×32的板,所以只会用到A,B(也就是0~3),至于为什么等到后面再说
  • OE:使能。如果是高电平则屏幕会亮,低电平则强制所有灯都灭
  • GND:地。(这些引脚中没有VCC脚…我也不知道为啥它能正常工作)
  • CLK,HS,R:就是74HC595中的SHCP,STCP,DS。具体自行学习595芯片。
  • G:本来指绿色,我们因为是单色所以没用。

接下来就是把它们连接到Arduino的引脚上了。我的库的默认设置如下:

const int A=2,const int B=3,const int CLK=12,const int STB=10,const int R=11,const int OE=9

当然,你也可以在库初始化的时候修改。

软件搭建

1.库的代码

我自己写了一个库,代码如下:

#include <Arduino.h>
#include
DotMatrix.h

class LEDScreenHelper {
public:
LEDScreenHelper(
const int WIDTH=32,
const int A=2,const int B=3,const int CLK=12,
const int STB=10,const int R=11,const int OE=9):
HEIGHT(
16),WIDTH(WIDTH),A(A),B(B),SHCP(CLK),STCP(STB),DS(R),OE(OE){}

void setup(){
pinMode(A,OUTPUT);
pinMode(B,OUTPUT);
pinMode(STCP,OUTPUT);
pinMode(SHCP,OUTPUT);
pinMode(DS,OUTPUT);
pinMode(OE,OUTPUT);
}

void setRow(byte row){
digitalWrite(A,row
&0x01);
digitalWrite(B,row
&0x02);
}

void sendColData(byte data){
for(int i = 0;i<8;++i){
digitalWrite(DS,(data
&0x80));
data
<<=1;
digitalWrite(SHCP,
0);
digitalWrite(SHCP,
1);
}
}

void setOE(bool enable){
digitalWrite(OE, enable);
}

void display(DotMatrix &data){
for(int row = 0;row<4;++row){
digitalWrite(OE,
0);
for(int col = 0;col<WIDTH/2;++col){
byte val = data.get((12-((col&3)<<2)+row),(col>>2));
sendColData(
~val);
}
setRow(row);
digitalWrite(STCP,
0);
digitalWrite(STCP,
1);
digitalWrite(OE,
1);
}
digitalWrite(OE,
0);
}

private:
const int HEIGHT,WIDTH;
const int A,B,SHCP,STCP,DS,OE;
};

其中需要#include “DotMatrix.h”如下:

#ifndef DOT_MATRIX
#define DOT_MATRIX

typedef unsigned char uchar;
#define THROW(str) ;

#define BYTE_LEN 8
#define CHECK_VAR(i,j) if((i)<0||(j)<0||(i)>=height||(j)>=width)THROW(“Index out of Bound”)
#define POS(matrix,i,j) (*((matrix) + (i) * (width) + (j)))
#define POS_BIT_GET(matrix,i,j) (POS((matrix),(i),(j)/BYTE_LEN) & (1<<(BYTE_LEN-(j)%BYTE_LEN-1)))
#define POS_BIT_SET_TRUE(matrix,i,j) (POS((matrix),(i),(j)/BYTE_LEN) |= (1<<(BYTE_LEN-(j)%BYTE_LEN-1)))
#define POS_BIT_SET_FALSE(matrix,i,j) (POS((matrix),(i),(j)/BYTE_LEN) &= (0xFF ^ (1<<(BYTE_LEN-(j)%BYTE_LEN-1))))
#define POS_BIT_SET(m,i,j,b) ((b)!=0)?POS_BIT_SET_TRUE((m),(i),(j)):POS_BIT_SET_FALSE((m),(i),(j))

/**
* Remember: This class will only use `matrix` but NOT DELETE it
*/
class DotMatrix {
public:
DotMatrix(
int w,int h,uchar *matrix, bool isNowClearMatrix=true):
width(w),height(h),matrix(matrix){
if(isNowClearMatrix)clearData();
}
DotMatrix(
const DotMatrix &src){
Serial.println(
DotMatrix copy construction – please avoid);
width
= src.width;
height
= src.height;
matrix
= src.matrix;
}
~DotMatrix(){}

void clearData(){
memset(matrix,
0,width*height*1);
}

inline void set(int i,int j,uchar val){
CHECK_VAR(i,j);
POS(matrix,i,j)
= val;
}

inline uchar get(int i,int j){
CHECK_VAR(i,j);
return POS(matrix,i,j);
}

inline void setBit(int i,int jBit, bool b){
CHECK_VAR(i,jBit
/8);
POS_BIT_SET(matrix,i,jBit,b);
}

inline bool getBit(int i,int jBit){
CHECK_VAR(i,jBit
/8);
return POS_BIT_GET(matrix,i,jBit);
}

void fillTo(DotMatrix &fillTo, int xOffset, int yOffset, int scale){
this->fillTo(fillTo,xOffset,yOffset,scale,scale,0,0,width*BYTE_LEN,height);
}

/**
* fill the rect [xSrcBeg,ySrcBeg,xSrcEnd,ySrcEnd] to `fillTo` by the `offset` and `scale`
* @param The things by **bit**
*/
void fillTo(DotMatrix &fillTo, int xOffset, int yOffset, int xScale, int yScale,
int xSrcBeg, int ySrcBeg, int xSrcEnd, int ySrcEnd) {
for(int i = ySrcBeg;i<ySrcEnd;++i){
for(int j = xSrcBeg;j<xSrcEnd;++j){
for(int ii=0;ii<yScale;++ii){
for(int jj=0;jj<xScale;++jj){
//VAR_DUMP_INLINE(i);VAR_DUMP_INLINE(j);VAR_DUMP_INLINE(ii);VAR_DUMP(jj);
fillTo.setBit(yOffset+(i-ySrcBeg)*yScale+ii, xOffset+(j-xSrcBeg)*xScale+jj, POS_BIT_GET(matrix,i,j));
}
}
}
}
}

void print(){
for(int i = 0;i<height;++i){
for(int j = 0;j<width;++j){
for(int k = 7;k>=0;–k){
Serial.print((
get(i,j) & (1<<k))!=0);
}
Serial.print(
);
}
Serial.println(
);
}
Serial.flush();
}

int getWidth(){
return width;
}

int getHeight(){
return height;
}

uchar *getMatrix(){
return matrix;
}
private:
int width,height;
uchar
*matrix;
private:
friend
class DisplayHelper;
};
#undef BYTE_LEN
#undef POS
#undef POS_BIT

#endif

解释一下,DotMatrix这个类是一个二维矩阵的操作类,只要给它一个一维数组作为存储空间,它就可以模拟出一个二维的数组。这样可以减少Arduino上的内存分配与销毁。

2.库的使用

#include <Arduino.h>
#include
LEDScreenHelper.h

LEDScreenHelper helper;
unsigned char data[4*16];
DotMatrix matrix(
4,16,data);

void setup(){
helper.setup();
for(int i = 0;i<16;++i){
for(int j = 0;j<4;++j){
matrix.
set(i,j,i+j*16);
}
}
}

void loop(){
helper.display(matrix);
}

例程如上。它的效果是把屏幕想象成一个左上角为(0,0)的坐标系,然后8个点(1byte)看成一块,每一块的0-3bit表示y坐标,4-5bit表示j坐标。

效果如下:

注意事项

  1. 如果就驱动那一块单元板,不需要买40块那种的开关电源!就算你要买,也先问清楚怎么和220V接,貌似要自己搞连接线。
  2. 程序中不要让它一直亮着,而要让大部分时间内OE=0,也就是不亮。这样子相当于PWM,能够让它的功耗降低,从而5V 2A的电源才足够。
  3. 貌似显示屏的电源不接也可以,接了会更亮一点;貌似显示屏电源和Arduino电源不共地也可以,虽然有人说要共地,有人甚至说要同一个电源。这个我不知道到底要怎么做,有知道的人麻烦告诉我一下,谢谢

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