Arduino库之 LedControl 库说明文档

news2024/11/22 15:50:06

LedControl 库最初是为基于 8 位 AVR 处理器的 Arduino 板编写的。用于通过MAX7219芯片控制LED矩阵和7段数码管。但由于该代码不使用处理器的任何复杂的内部功能,因此具有高度可移植性,并且应该在任何支持 和 功能的 Arduino(类似)板上pinMode()运行digitalWrite() 。

单个 MAX72XX Led 驱动器能够控制 64 个 Led。该库支持多达 8 个菊花链式 MAX72XX 驱动程序。控制 512 个 LED 对于大多数用途来说应该绰绰有余。

库初始化

要将库包含到 Arduino 代码中,您必须编写几行初始化代码。

将库添加到您的草图中

这与任何其他 Arduino 库一样工作,您可以使用 Include LibraryIDE 中的菜单功能,或者只需添加一个

#include "LedControl.h"

在草图的顶部声明。

创建 LedControl 变量

所有库 API 函数都是通过类型变量调用的, LedControl该变量应该在草图的顶部定义,以便项目代码的其余部分可以访问它。

库初始化的典型代码如下所示:

/* 包含 LedControl 库 */  
#include "LedControl.h"

/* 创建一个新的 LedControl 变量。
* 我们使用 Arduino 上的引脚 12,11 和 10 作为 SPI 接口
* 引脚 12 连接到第一个 MAX7221 的 DATA IN 引脚
* 引脚 11 连接到第一个 MAX7221 的 CLK 引脚
* 引脚 10 连接到到第一个 MAX7221 的 LOAD(/CS) 引脚
* 只有一个 MAX7221 连接到 arduino 
*/   
LedControl  lc1 = LedControl ( 12 , 11 , 10 , 1 ); 

我们与 MAX72XX 器件通信的变量的初始化代码有 4 个参数。前 3 个参数是 Arduino 上连接到 MAX72XX 的引脚号。这些可以是 arduino 上的任何数字 IO 引脚。在示例中12,引脚 、1110任意选择。库代码不会以任何方式对引脚号进行完整性检查以确保其 有效。传递一些愚蠢的东西(pin 123??),或者只是 错误的pin号会破坏代码,而不会发出通知或错误消息。您不必将 IO 引脚初始化为输出或将它们设置为特定状态,库将为您完成这些工作。

第四个参数LedControl(dataPin,clockPin,csPin,numDevices)是与此一起使用的级联 MAX72XX 器件的数量LedControl。该库可以通过单个变量寻址最多 8 个设备LedControl。添加到链中的每个设备都会带来一些性能损失,但无论您设置多少个设备,库代码使用的内存量都将保持不变。由于LedControl无法寻址超过 8 个设备,因此此处仅允许使用 1..8 之间的值。

如果您的草图需要控制超过 8 个 MAX72XX,则 LedControl需要创建另一个使用 arduino 板上 3 个不同引脚的变量。

#include "LedControl.h" 
// 为前 8 个设备创建一个 LedControl...   
LedControl  lc1 = LedControl ( 12 , 11 , 10 , 8 ); 
// ...以及接下来 8 个设备的另一个。   
LedControl  lc2 = LedControl ( 9,8,7,8 ) ; _ _ _ _ _ 

获取连接设备的数量

无法从代码中读取 IO 引脚编号,但有一个函数可以获取连接到LedControl.

/* 获取连接到此 LedControl 的最大设备数。
* 返回 : 
* int 连接到此 LedControl 的设备数量 */  
int  LedControl : :getDeviceCount (); 

该函数用于循环访问所连接的 MAX72XX 器件的完整列表。下面是一段代码,用于将所有 MAX72XX 器件从省电模式切换到正常工作模式。即使shutdown(addr)稍后介绍该函数,这段代码背后的想法也应该很清楚。

#include "LedControl.h"

lc1=LedControl(12,11,10,5);

void setup() { 
    for(int index=0;index<lc1.getDeviceCount();index++) {
        lc1.shutdown(index,false); 
    } 
} 

我们通过从 0 到 的索引迭代设备列表 getDeviceCount()-1。索引是每个设备的地址。该地址是每个在设备上设置功能或 (Led-) 值的函数的第一个参数。请注意,getDeviceCount()返回连接的设备数量,但 设备的地址从第一个设备的 0 开始,第二个设备的地址从 1 开始,最后一个设备的地址从 getDeviceCount()-10 开始。

省电模式

LED 点亮时会消耗相当多的能量。电池供电的设备需要一种节省电量的方法,可以在用户不需要时关闭整个显示屏。MAX72XX 支持电源关断模式。

在关机模式下,设备会关闭显示屏上的所有 LED,但数据会保留。当设备退出关闭模式时,相同的 LED 将像进入睡眠状态之前一样亮起。甚至可以在关闭模式期间发送新数据。当设备重新激活时,新数据将出现在显示屏上。以下是7 段显示屏上不可见倒计时的示例:

void countDown() { 
    int i=9; 
    lc.setDigit(0,(byte)i,false); 
    //The digit '9' appears on the display 
    delay(1000); 
    //Go into shutdown mode 
    lc.shutdown(0,true); 
    //and count down silently 
    while(i>1) { 
        //data is updated, but not shown
        lc.setDigit(0,(byte)i,false); 
        i--; 
        delay(1000); 
    } 
    //Coming out of shutdown mode we have already reached '1' 
    lc.shutdown(0,false);
    lc.setDigit(0,(byte)i,false); 
} 

这是方法的原型LedControl.shutdown(addr,status)

/* 
 * Set the shutdown (power saving) mode for the device
 * Params :
 *   addr   The address of the display to control
 *   status If true the device goes into power-down mode. Set to false
 *          for normal operation.
 */
 void shutdown(int addr, bool status);

注意:当 Arduino 上电时,始终MAX72XX处于关闭模式。

限制位数 (ScanLimit)

这是一种专家功能,大多数图书馆用户并不真正需要。由于该库将其初始化 MAX72XX 为安全的默认值,因此您不必仅仅为了让您的硬件正常工作而阅读本节

当创建新的 LedControl 时,它将激活所有设备上的所有 8 位数字。每个亮起的数字将由驱动数字的多路复用器电路打开 1/8 秒。如果您有任何理由限制扫描数字的数量,则 LED 会更频繁地打开,因此会打开更长的时间。

将扫描限制设置为 4 的效果是,点亮的 LED 现在打开 1/4 秒,而不是标准的 1/8 秒。必须MAX72XX在较长的时间内为分段驱动器提供电流。

您应该仔细阅读数据表的相关部分MAX72XX!实际上,通过选择错误的电阻器组合,限制流过 LED 的电流和设备扫描的位数,可能会损坏 LED。调整扫描限制的唯一原因是显示器看起来太暗。但这很可能是由于启动时强度没有提高。这是原型,供有需要的人使用:MAX72XXRSetsetScanLimit()

/* 设置要显示的位数(或行数)。
* 有关扫描限制对显示器亮度的副作用,请参阅数据表。
* 参数: * addr 要控制的显示器的地址* limit 要显示的位数*/ 
void setScanLimit ( int addr , int limit ) ;



      

设置显示亮度

决定显示器亮度的三个因素。

  • Rset限制流过 LED 的最大电流的电阻值。
  • 显示器的扫描限制。(如果您阅读了本节,您已经知道我建议将此选项保留为安全默认值。)
  • 以及一个允许通过软件控制 LED 亮度的命令。

通过该setIntensity(int addr, int intensity)方法,LED 的亮度可以按 16 个离散步骤进行设置 ( 0..15)。值越高,显示越亮。大于 15 的值将被丢弃,而不改变亮度。即使是最低值也0不会完全关闭显示屏。

/* Set the brightness of the display.
 * Params:
 *   addr the address of the display to control
 *   intensity the brightness of the display.
void setIntensity(int addr, int intensity); 

设备初始化

当创建新的库时,LedControl库将使用以下命令初始化硬件

  • 显示清除
  • 强度设置为最小值
  • 设备处于省电模式
  • 激活设备上的最大位数

启动时显示空白可能是每个人都想要的。但当强度处于最低且设备处于关闭模式时,在启动配置中不会点亮任何 LED。大多数用户将在函数内进行自己的初始化setup()。下面是一段代码,可用作创建一个模板,LedControl一旦显示数据到达,该代码就可以以中等亮度点亮 LED。

#include "LedControl.h"

LedControl lc=LedControl(12,11,10,1);

void setup() { 
    //wake up the MAX72XX from power-saving mode
    lc.shutdown(0,false); 
    //set a medium brightness for the Leds
    lc.setIntensity(0,8); 
} 

LED矩阵

所有初始化代码就位后,现在可以控制一些 LED 了。

图像

清除显示

该函数的名称LedControl.clearDisplay(addr)已经暗示了它的作用。

/* 关闭显示屏上的所有 LED。
* Params: 
* addr 要控制的显示器的地址
*/  
void  clearDisplay ( int * addr ) ;  

所选设备上的所有 LED 均关闭。重要的是要了解这与保留数据的关闭模式不同。

控制单个 LED

这是打开或关闭单个 Led 的函数原型。

/* 设置单个 LED 的状态。
* 参数 : 
* 显示器的地址
* row Led 的行 (0..7) 
* col Led 的列 (0..7) 
* state 如果为 true,则 LED 打开,如果为 false,则打开off 
*/  
void  setLed ( int  addr ,  int  row ,  int  col ,  boolean  state ) ; 

addr和参数背后的想法state应该很清楚,但是rowcolumn参数指的是什么?这取决于矩阵MAX72XX和矩阵之间的接线。-libraryLedControl假定此示意图中使用的设置:

图像

矩阵中有 8 行(索引从 0..7 开始)和 8 列(索引也从 0..7 开始)。如果要点亮位于顶部第三行最右侧的 Led,则2.7必须使用 Led 的索引作为行和列参数。

此代码摘录显示了第一个 MAX72XX 器件上的 LED 数量设置情况

//打开addr=0处设备第3行第8列的LED
lc.setLed(0,2,7,true);
//现在 LED 位于第 0 行,从左侧数第二个
lc.setLed(0,0,1,true);
延迟(500);
//关闭第一个LED灯(第二个保持打开状态)
lc.setLed(0,2,7,false);

setLed()函数适合点亮几个 LED,但如果需要更新更多 LED,则需要很多行代码。因此,库中还有两个函数,可以使用单个命令控制完整的行和列。

控制矩阵的行

- 函数setRow(addr,row,value)有 3 个参数。第一个是我们已经熟悉的设备地址。第二个是需要更新的行,第三个是要为此行设置的值。

value参数采用 8 位宽字节,其中设置的每个位1 代表一个点亮的 LED,设置为0要关闭的 LED 的每个位。

例如,标记为红色的 LED 将打开,所有其他 LED 将关闭。

图像

要更新的行的索引为2(从顶部数)。必须将参数value 设置为字节值才能点亮 LED。最简单的方法是将标准头文件包含<binary.h>到您的草图中。该值以二进制编码写入,是设置的位1和要打开的 LED 之间的精确映射。

//将此文件包含在草图的顶部
<二进制.h>

// ...省略初始化代码...

//设置第一个设备的第三行(索引=2)的LED
lc.setRow(0,2,B10110000);

当无法以二进制编码指定值时,将每个位的十进制值映射到其影响的 Led 的简单表会有所帮助。底部的两行显示要计算的示例的十进制值。

Led2.0Led2.1Led2.2Led2.3Led2.4Led2.5Led2.6Led2.7
Bit-Value1286432168421
Led On?YesNoYesYesNoNoNoNo
Row-Value128032160020

value=176 (128+32+16)

该语句更新了Arduino 附加的lc.setRow(0,2,176)第一行的第三行。MAX72XX

显然 ,对所有 LED 连续setRow()调用八次要快得多。setLed()a 的硬件MAX72XX 使得该函数也比下一节中介绍的函数setRow()快 8 倍 。setColumn()如果草图代码的性能是重要因素,请setRow() 尽可能使用该函数。

函数原型

/* 将一行中的所有 8 个 Led 设置为新状态
* 参数:
* 显示器的地址
* 要设置的行行 (0..7) 
* 每个位设置为 1 的值将点亮相应的 Led。  
*/  
void  setRow ( int  addr ,  int  row , 字节 值) ; 

控制矩阵的列

-setColumn()函数的工作方式与该命令类似setRow(),但会更新垂直列中的 8 个 LED。

同样,红色标记的 LED 灯将打开,所有其他 LED 灯将关闭。

图像

这次,第 6 列底部的 4 个 LED 将被点亮。对于二进制编码,值中最左边的位指的是列顶部的 LED。

//将此文件包含在草图的顶部
<二进制.h>

// ...省略初始化代码...

//设置第一个设备的第三行(索引=2)的LED
lc.setRow(0,2,B00001111);

setRow()如果值的二进制编码不是一种选择,则与 参考资料部分中的表类似的表会有所帮助。

LED2.0LED2.1LED2.2LED2.3LED2.4LED2.5LED2.6LED2.7
位值1286432168421
带领是的是的是的
行值128032160020

=15 (8+4+2+1)

函数原型:

/* 将一列中的所有 8 个 Led 设置为新状态
* 参数:
* 显示器的地址
* 要设置的列列 (0..7) 
* 每个位设置为 1 的值将点亮相应的 Led。  
*/  
void  setColumn ( int  addr ,  int  col , 字节 值) ; 

控制 7 段显示器

图像

在 7 段显示器上打印数字

7 段显示器最常见的用途是打印数字。LedControl 库有一个函数,只需接受字节类型的参数并在指定列上打印相应的数字。数字的有效值为从015,以允许显示十六进制值。大于 15(或负值)的值将被默默丢弃。该函数还提供了一个参数来打开或关闭列上的小数点。

以下是在显示屏上以 4 位数字打印 int 值 (-999..999) 的代码摘录。

void printNumber(int v) {  
    int ones;  
    int tens;  
    int hundreds; 

    boolean negative=false;

    if(v < -999 || v > 999)  
        return;  
    if(v<0) {  
        negative=true; 
        v=v*-1;  
    }
    ones=v%10;  
    v=v/10;  
    tens=v%10;  
    v=v/10; hundreds=v;  
    if(negative) {  
        //print character '-' in the leftmost column  
        lc.setChar(0,3,'-',false);  } 
    else {
        //print a blank in the sign column  
        lc.setChar(0,3,' ',false);  
    }  
    //Now print the number digit by digit 
    lc.setDigit(0,2,(byte)hundreds,false);
    lc.setDigit(0,1,(byte)tens,false); 
    lc.setDigit(0,0,(byte)ones,false); 
} 

该函数的原型:

/* Display a (hexadecimal) digit on a 7-Segment Display
 * Params:
 *  addr   address of the display
 *  digit  the position of the digit on the display (0..7)
 *  value  the value to be displayed. (0x00..0x0F)
 *  dp     sets the decimal point.  
*/  
void setDigit(int addr, int digit, byte value, boolean dp); 

- 参数digit必须在 0..7 范围内,因为 MAX72XX 可以控制 7 段显示器上最多 8 位数字。

在 7 段显示器上打印字符

在 7 段显示器上具有(视觉)意义的字符集有限。常见的用途是在-前面添加负值的字符以及表示整数十六进制值的 'A'..'F' 中的 6 个字符。

-setChar(addr,digit,value,dp)函数接受 7 位 ASCII 编码范围内的 char 类型值。由于可识别的模式有限,大多数定义的字符都会打印 -char <SPACE>。但有相当多的字符在 7 段显示器上有意义。

这是可打印字符集:

  • 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  • A a(打印大写字母)
  • B b(打印小写)
  • C c(打印小写)
  • D d(打印小写)
  • E e(打印大写字母)
  • F f(打印大写字母)
  • H h(打印大写字母)
  • L l(打印大写字母)
  • P p(打印大写字母)
  • -(减号)
  • . ,(点亮小数点)
  • _(下划线)
  • <SPACE>(空白或空格字符)

十六进制字符 ( 0..F) 已在字符值 0x00...0x0F 处重新定义。这使得混合数字和字符值成为可能。- 函数的字节值setDigit()可以与 一起使用setChar(),并将打印该值的十六进制表示形式。

该函数的原型看起来与显示数字的函数原型非常相似。

/* Display a character on a 7-Segment display.
 * Params:
 *   addr  address of the display
 *   digit the position of the character on the display (0..7)
 *   value the character to be displayed.
 *   dp    sets the decimal point.  
*/ 
void setChar(int addr, int digit, char value, boolean dp);

完整的代码:


#include "LedControl.h"

LedControl lc=LedControl(11,13,10,1);

unsigned long delaytime=10;

void setup() {

  lc.shutdown(0,false);

  lc.setIntensity(0,15);

  lc.clearDisplay(0);

}

void writeArduinoOnMatrix() {



  byte a[5]={B01111110,B10001000,B10001000,B10001000,B01111110};

  byte r[5]={B00111110,B00010000,B00100000,B00100000,B00010000};

  byte d[5]={B00011100,B00100010,B00100010,B00010010,B11111110};

  byte u[5]={B00111100,B00000010,B00000010,B00000100,B00111110};

  byte i[5]={B00000000,B00100010,B10111110,B00000010,B00000000};

  byte n[5]={B00111110,B00010000,B00100000,B00100000,B00011110};

  byte o[5]={B00011100,B00100010,B00100010,B00100010,B00011100};





  lc.setRow(0,0,a[0]);

  lc.setRow(0,1,a[1]);

  lc.setRow(0,2,a[2]);

  lc.setRow(0,3,a[3]);

  lc.setRow(0,4,a[4]);

  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,r[0]);

  lc.setRow(0,1,r[1]);

  lc.setRow(0,2,r[2]);

  lc.setRow(0,3,r[3]);

  lc.setRow(0,4,r[4]);

  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,d[0]);

  lc.setRow(0,1,d[1]);

  lc.setRow(0,2,d[2]);

  lc.setRow(0,3,d[3]);

  lc.setRow(0,4,d[4]);

  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,u[0]);

  lc.setRow(0,1,u[1]);

  lc.setRow(0,2,u[2]);

  lc.setRow(0,3,u[3]);

  lc.setRow(0,4,u[4]);

  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,i[0]);

  lc.setRow(0,1,i[1]);

  lc.setRow(0,2,i[2]);

  lc.setRow(0,3,i[3]);

  lc.setRow(0,4,i[4]);

  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,n[0]);

  lc.setRow(0,1,n[1]);

  lc.setRow(0,2,n[2]);

  lc.setRow(0,3,n[3]);

  lc.setRow(0,4,n[4]);

  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,o[0]);

  lc.setRow(0,1,o[1]);

  lc.setRow(0,2,o[2]);

  lc.setRow(0,3,o[3]);

  lc.setRow(0,4,o[4]);

  delay(delaytime);

  lc.setRow(0,0,0);

  lc.setRow(0,1,0);

  lc.setRow(0,2,0);

  lc.setRow(0,3,0);

  lc.setRow(0,4,0);

  delay(delaytime);

}



void rows() {

  for(int row=0;row<8;row++) {

    delay(delaytime);

    lc.setRow(0,row,B10100000);

    delay(delaytime);

    lc.setRow(0,row,(byte)0);

    for(int i=0;i<row;i++) {

      delay(delaytime);

      lc.setRow(0,row,B10100000);

      delay(delaytime);

      lc.setRow(0,row,(byte)0);

    }

  }

}



void columns() {

  for(int col=0;col<8;col++) {

    delay(delaytime);

    lc.setColumn(0,col,B10100000);

    delay(delaytime);

    lc.setColumn(0,col,(byte)0);

    for(int i=0;i<col;i++) {

      delay(delaytime);

      lc.setColumn(0,col,B10100000);

      delay(delaytime);

      lc.setColumn(0,col,(byte)0);

    }

  }

}



void single() {

  for(int row=0;row<8;row++) {

    for(int col=0;col<8;col++) {

      delay(delaytime);

      lc.setLed(0,row,col,true);

      delay(delaytime);

      for(int i=0;i<col;i++) {

        lc.setLed(0,row,col,false);

        delay(delaytime);

        lc.setLed(0,row,col,true);

        delay(delaytime);

      }

    }

  }

}



void loop() {

  writeArduinoOnMatrix();

  rows();

  columns();

  single();

}

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我的观点&#xff1a; 开源与闭源软件都有各自的优势和劣势&#xff0c;没有绝对的对错之分。.. 一、开源和闭源的优劣势比较 开源的好处与劣处 优势&#xff1a; 创新与合作&#xff1a;开源软件能够吸引更多的开发者参与到项目中来&#xff0c;促进创新和合作。开放的源代码…

昇腾Atlas 200I DK A2实现安全帽识别

文章目录 环境依赖编译测试总结 环境依赖 软件版本说明获取方式mxVision5.0.RC2mxVision软件包获取方式Ascend-CANN-toolkit6.2.RC2Ascend-cann-toolkit开发套件包获取方式Ubuntu22.04 代码仓库地址&#xff1a; https://gitee.com/ascend/ascend_community_projects/tree/31…

使用 Lhotse 高效管理音频数据集

Lhotse 是一个旨在使语音和音频数据准备更具灵活性和可访问性的 Python 库&#xff0c;它与 k2 一起&#xff0c;构成了下一代 Kaldi 语音处理库的一部分。 主要目标&#xff1a; 1. 以 Python 为中心的设计吸引更广泛的社区参与语音处理任务。 2. 为有经验的 Kaldi 用户提供…

【ELK02】ES的重要核心概念和索引常用操作-索引文档管理、文档搜索

一、ELASTICSEARCH核心概念 1.ES中的重要概念 1.1索引(index) 类似于关系型数据中的库-database,一个es的集群中可以有多个索引,每个索引都是一批独立的存储数据,按照一定的数据结构保存,方便查询. 1.2类型(type) 类似于关系型数据库中的表格-table,一个索引中可以有多个类…

Leetcode---372周赛

题目列表 2937. 使三个字符串相等 2938. 区分黑球与白球 2939. 最大异或乘积 2940. 找到 Alice 和 Bob 可以相遇的建筑 一、使三个字符串相等 这题把题目意思读懂&#xff0c;正常模拟就行&#xff0c;简单来说就是看三个字符串的最长公共前缀有多长&#xff0c; 代码如下…

Redis Cluster主从模式详解

在软件的架构中&#xff0c;主从模式&#xff08;Master-Slave&#xff09;是使用较多的一种架构。主&#xff08;Master&#xff09;和从&#xff08;Slave&#xff09;分别部署在不同的服务器上&#xff0c;当主节点服务器写入数据时&#xff0c;同时也会将数据同步至从节点服…

【计算机网络笔记】数据链路层——差错编码

系列文章目录 什么是计算机网络&#xff1f; 什么是网络协议&#xff1f; 计算机网络的结构 数据交换之电路交换 数据交换之报文交换和分组交换 分组交换 vs 电路交换 计算机网络性能&#xff08;1&#xff09;——速率、带宽、延迟 计算机网络性能&#xff08;2&#xff09;…

亚马逊云科技re:Invent大会:云计算与生成式AI共筑科技新局面,携手构建未来

随着科技的飞速发展&#xff0c;云计算和生成式 AI 已经成为了推动科技进步的重要力量。这两者相互结合&#xff0c;正在为我们创造一个全新的科技局面。 亚马逊云科技的re:Invent大会再次证明了云计算和生成式AI的强大结合正在塑造科技的新未来。这次大会聚焦了云计算的前沿技…