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16x32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16x32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=,const int B=,const int CLK=,const int STB=,const int R=,const int OE=
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=,
const int A=,const int B=,const int CLK=,
const int STB=,const int R=,const int OE=):
HEIGHT(),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 = ;i<;++i){
digitalWrite(DS,(data&0x80));
data<<=;
digitalWrite(SHCP,);
digitalWrite(SHCP,);
}
} void setOE(bool enable){
digitalWrite(OE, enable);
} void display(DotMatrix &data){
for(int row = ;row<;++row){
digitalWrite(OE,);
for(int col = ;col<WIDTH/;++col){
byte val = data.get((-((col&)<<)+row),(col>>));
sendColData(~val);
}
setRow(row);
digitalWrite(STCP,);
digitalWrite(STCP,);
digitalWrite(OE,);
}
digitalWrite(OE,);
} 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,,width*height*);
} 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/);
POS_BIT_SET(matrix,i,jBit,b);
} inline bool getBit(int i,int jBit){
CHECK_VAR(i,jBit/);
return POS_BIT_GET(matrix,i,jBit);
} void fillTo(DotMatrix &fillTo, int xOffset, int yOffset, int scale){
this->fillTo(fillTo,xOffset,yOffset,scale,scale,,,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=;ii<yScale;++ii){
for(int jj=;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 = ;i<height;++i){
for(int j = ;j<width;++j){
for(int k = ;k>=;--k){
Serial.print((get(i,j) & (<<k))!=);
}
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[*];
DotMatrix matrix(,,data); void setup(){
helper.setup();
for(int i = ;i<;++i){
for(int j = ;j<;++j){
matrix.set(i,j,i+j*);
}
}
} 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：
原理
LED显示屏的原理答大体如下：首先对于一“行”，使用74HC595进行点亮，因此可以做到锁存之类。接下来，通过不停地切换“行选择”来达到点亮每一行的效果。从这个原理可以看出，我们的代码必须不停地对显示屏进行输出，否则最多只有一行会正常显示，其它全部会暗掉。
注意事项
- 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。
- 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。
- 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