【雕爷学编程】Arduino动手做（99）---8X32 LED点阵屏模块3

news2024/11/17 3:47:31

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点阵屏显示模块 MAX7219 输出共阴 5V 四位点阵模组

在这里插入图片描述
知识点：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。

在这里插入图片描述
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！

在这里插入图片描述
8X32 LED点阵显示模块参考电原理图

在这里插入图片描述

Arduino实验接线示意图

在这里插入图片描述

实验开源图形编程（Mind+、编玩边学）

在这里插入图片描述

实验开源仿真编程（Linkboy V5.33）

在这里插入图片描述
【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
项目之一：八段分频8X8点阵屏的音乐频谱灯
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）

/*
  【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
  项目之一：八段分频8X8点阵屏的音乐频谱灯
  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 "LedControl.h"

/* Led matrix - Max7219 Declared */
LedControl lc = LedControl(11, 13, 10, 1);

const int maxScale = 11;

/* Sensor - Max9812 Declared */
const int sensorPin = A0;
const int sampleWindow = 50; // 50ms = 20Hz
unsigned int sample;

unsigned long startMillis;
unsigned long timeCycle;

unsigned int signalMax = 0;
unsigned int signalMin = 1024;
unsigned char index = 0;

unsigned int peakToPeak[8];
unsigned int displayPeak[8];
unsigned int temp[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
unsigned int signalMaxBuff[8];
unsigned int signalMinBuff[8];


void setup() {
  // Led matrix
  lc.shutdown(0, false); // bật hiện thị
  lc.setIntensity(0, 2); // chỉnh độ sáng
  lc.clearDisplay(0); // tắt tất cả led

  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  startMillis = millis();
  //peakToPeak = 0;

  signalMax = 0;
  signalMin = 1024;

  // Get data in 50ms
  while (millis() - startMillis < sampleWindow) {
    sample = analogRead(sensorPin);

    if (sample < 1024) {
      if (sample > signalMax) {
        signalMax = sample;
      }
      if (sample < signalMin) {
        signalMin = sample;
      }
    }

    // 20Hz - 64Hz - 125Hz - 250Hz - 500Hz - 1kHz (timeCycle = 1/F)(ms)
    timeCycle = millis() - startMillis;
    if (timeCycle == 1 || timeCycle == 2 || timeCycle == 4 || timeCycle == 8
        || timeCycle == 16 || timeCycle == 32 || timeCycle == 40 || timeCycle == 50) {
      signalMaxBuff[index] = signalMax;
      signalMinBuff[index] = signalMin;
      index = (index + 1) % 8;
      delay(1);
      Serial.println(timeCycle);
    }
  }

  // Delete pointer to array
  index = 0;

  // Calculation after get samples
  for (int i = 0; i < 8; i++) { // i = row (led matrix)
    // sound level
    peakToPeak[i] = signalMaxBuff[i] - signalMinBuff[i];

    // Map 1v p-p level to the max scale of the display
    displayPeak[i] = map(peakToPeak[i], 0, 1023, 0, maxScale);

    // Show to led matrix
    displayLed(displayPeak[i], i);

    // Led drop down
    if (displayPeak[i] >= temp[i]) {
      temp[i] = displayPeak[i];
    }
    else {
      temp[i]--;
    }

    lc.setLed(0, i, temp[i], true);
    delayMicroseconds(10);
  }

}

void displayLed(int displayPeak, int row) {
  switch (displayPeak) {
    case 0 : lc.setRow(0, row, 0x80); break;
    case 1 : lc.setRow(0, row, 0xC0); break;
    case 2 : lc.setRow(0, row, 0xE0); break;
    case 3 : lc.setRow(0, row, 0xF0); break;
    case 4 : lc.setRow(0, row, 0xF8); break;
    case 5 : lc.setRow(0, row, 0xFC); break;
    case 6 : lc.setRow(0, row, 0xFE); break;
    case 7 : lc.setRow(0, row, 0xFF); break;
  }
}