Светодиодный точечно-матричный дисплей: 5 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

В этом проекте вы снова должны использовать два набора регистров сдвига. Они будут связаны со строками и столбцами точечного матричного дисплея. Затем вы покажете на дисплее простой объект или спрайт и оживите его. Основная цель этого проекта - показать вам, как работает матричный дисплей, и познакомить с концепцией мультиплексирования, потому что это бесценный навык.

Шаг 1: необходимые вещи

для этого проекта вам потребуются: 1. 1 светодиодная матрица 2. 8 резисторов 1 кОм 3. 8 557 транзисторов 4. 1 ULN2803 IC 5 Arduino 6. 2 сдвиговых регистра 74HC595 7. 2 хлебная плата 8. Соединительные провода

Шаг 2: Работа

Модули точечной матрицы обычно имеют матрицу светодиодов 5x7 или 8x8. Светодиоды подключены к матрице таким образом, что анод или катод каждого светодиода являются общими в каждой строке. Другими словами, в общем блоке точечной матрицы анодных светодиодов каждая строка светодиодов будет иметь все свои аноды в этой строке, соединенные вместе. Катоды светодиодов будут соединены вместе в каждой колонке. Причина этого станет очевидной в ближайшее время. Типичный одноцветный матричный блок 8x8 будет иметь 16 контактов, по 8 для каждой строки и 8 для каждого столбца. Причина, по которой все строки и столбцы соединены вместе, состоит в том, чтобы минимизировать количество требуемых выводов. Если бы это было не так, то для одноцветного матричного блока 8x8 потребовалось бы 65 контактов, по одному для каждого светодиода, и общий анодный или катодный соединитель. При соединении строк и столбцов вместе требуется всего 16 контактов. Однако теперь это создает проблему, если вы хотите, чтобы конкретный светодиод загорелся в определенном положении. Если, например, у вас есть общий анодный блок и вы хотите зажечь светодиод в X, Y позиции 5, 3 (5-й столбец, 3-й ряд), то вы должны подать ток на 3-й ряд и заземлить вывод 5-го столбца. Теперь загорится светодиод в 5-м столбце и 3-м ряду. Теперь представим, что вы хотите также зажечь светодиод в столбце 3, строке 6. Итак, вы подаете ток на 6-й ряд и заземляете вывод 3-го столбца. Теперь загорится светодиод в столбце 3, строке 6. Но подождите … светодиоды в столбце 3, строке 6 и столбце 5, строке 6 также загорелись. Это связано с тем, что вы подаете питание на ряды 3 и 6 и заземляете столбцы 3 и 5. Нельзя выключить ненужные светодиоды, не выключив те, которые вы хотите включить. Казалось бы, невозможно зажечь только два необходимых светодиода с соединенными вместе строками и столбцами. Единственный способ, которым это сработает, - это иметь отдельную распиновку для каждого светодиода, что означает, что количество контактов будет увеличиваться с 16 до 65. Блок с точечной матрицей с 65 контактами будет очень сложно подключить и управлять, потому что вам потребуется микроконтроллер с минимум 64 цифровыми выходами. Есть ли способ обойти эту проблему? Да, есть, и это называется мультиплексированием (или мультиплексированием). Мультиплексирование - это метод включения одной строки дисплея за раз. Выбрав столбец, содержащий строку, содержащую светодиод, который вы хотите зажечь, и затем включив питание этой строки (или наоборот, для обычных катодных дисплеев), выбранные светодиоды в этой строке загорятся. Затем эта строка отключается, и включается следующая строка, снова с выбранными соответствующими столбцами, и теперь во второй строке загораются светодиоды. Повторяйте с каждым рядом, пока не дойдете до конца, а затем снова начните с самого верха. Если это делается достаточно быстро (более 100 Гц или 100 раз в секунду), то явление постоянного зрения (когда остаточное изображение остается на сетчатке примерно 1/25 секунды) будет означать, что дисплей будет казаться быть устойчивым, даже если каждый ряд последовательно включается и выключается. Используя этот метод, вы обойдете проблему отображения отдельных светодиодов без включения других светодиодов в том же столбце или строке. Сканируя строки вниз и освещая соответствующие светодиоды в каждом столбце этой строки и делая это очень быстро (более 100 Гц), человеческий глаз будет воспринимать изображение как устойчивое, а изображение сердца будет распознаваться в узоре светодиодов. Вы используете эту технику мультиплексирования в коде проекта. Вот как вы должны отображать анимацию сердца, не показывая при этом посторонних светодиодов.

Шаг 3:

вам необходимо рассчитать номинал резисторов, которые вы можете использовать. Сначала вам следует получить некоторые характеристики ваших светодиодов, вы должны знать их прямое напряжение и прямой ток, вы можете получить эту информацию из таблицы данных. Схема работает от 5 В, поэтому напряжение источника составляет 5 В, которое можно получить от адаптера 5 В. Загрузите исходный файл, чтобы лучше увидеть схему (нажмите значок «i» в верхнем левом углу изображения)

Шаг 4: заставить его работать

У меня есть программа, которая отображает предложение с последовательного монитора Arduino на матрице, мой код очень простой. Я сделал приложение для Android, чтобы сделать шрифт для дисплея. Посетите следующую страницу, чтобы установить приложение

Шаг 5: Готово !!!!!!!

Поздравляем, ваша светодиодная матрица 8x8 готова. Вы можете отображать все, что хотите. Теперь вы можете поиграть с этим и сделать матрицу светодиодов 8x8, вручную припаяв светодиоды или матрицу 16x8 и так далее !!!!!!