【雕爷学编程】Arduino动手做（104）---16X16点阵汉字屏模块2

news2024/12/28 20:54:18

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）
实验一百零四：16X16点阵UART接口LED汉字显示屏模块

在这里插入图片描述
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知识点：LED点阵屏
通过LED(发光二极管）组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。LED点阵显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等。

在这里插入图片描述
显示原理
以简单的8X8点阵为例，它共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置1电平，某一列置0电平，则相应的二极管就亮；如要将第一个点点亮，则9脚接高电平13脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第9脚要接高电平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）这些引脚接低电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第13脚接低电平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接高电平，那么第一列就会点亮。

一般我们使用点阵显示汉字是用的1616的点阵宋体字库，所谓1616，是每一个汉字在纵、横各16点的区域内显示的。也就是说用四个88点阵组合成一个1616的点阵。比如要显示“你”则相应的点要点亮，由于点阵在列线上是低电平有效，而在行线上是高电平有效，所以要显示“你”字，则它的位代码信息要取反，即所有列（1316脚）送(0xF7，0x7F)，而第一行（9脚）送1信号，然后第一行送0。再送第二行要显示的数据（1316脚）送(0xF7，0x7F)，而第二行（14脚）送1信号。依此类推，只要每行数据显示时间间隔够短，利用人眼的视觉暂停作用，这样送16次数据扫描完16行后就会看到一个“你”字；第二种送数据的方法是字模信号送到行线上再扫描列线也是同样的道理。同样以“你”字来说明，16行（9、14、8、12、1、7、2、5）上送（，0x00，0x00）而第一列（13脚）送、“0”。同理扫描第二列。当行线上送了16次数据而列线扫描了16次后一个“你”字也就显示出来了。

在这里插入图片描述
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百零四： 16X16点阵串口LED汉字显示屏模块UART接口
1、安装库：marde
2、项目：显示“智”字
3、连线：
VDD → 5V
GND → GND
TXD → D0
RXD → D1

/*
【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）
实验一百零八： 16X16点阵串口LED汉字显示屏模块UART接口
1、安装库：marde
2、项目：显示“智”字
3、连线：
VDD  →  5V
GND → GND
TXD  →  D0
RXD  →  D1
*/

#include <MdLep16X16.h>

byte message[][2]
={
  {0x20,0x00},//line_0
  {0x3e,0x7c},//line_1
  {0x48,0x44},//line_2
  {0x08,0x44},//line_3
  {0xff,0x44},//line_4
  {0x14,0x44},//line_5
  {0x22,0x7c},//line_6
  {0x40,0x00},//line_7
  {0x1f,0xf0},//line_8
  {0x10,0x10},//line_9
  {0x10,0x10},//line_10
  {0x1f,0xf0},//line_11
  {0x10,0x10},//line_12
  {0x10,0x10},//line_13
  {0x1f,0xf0},//line_14
  {0x10,0x10},//line_15
};

MdLep16X16 mdLep(0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF);

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
  delay(1000);
  mdLep.loadScreen((byte*)message);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:   
}

Arduino实验场景图

在这里插入图片描述

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
项目之一：八段分频8X8点阵屏的音乐频谱灯

实验开源代码

/*
  【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;
  }
}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
项目之二：多档arduinoFFT浮点32段频谱仪

实验视频剪辑

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTMyMzM2MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

实验视频剪辑2

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTM4NjE4NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

Arduino实验场景图

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

实验场景图
用杜邦线引出D2管脚，作为触摸开关，可以转换五种显示频谱的模式，后面还有三种

在这里插入图片描述

项目之二：多档arduinoFFT浮点32段频谱仪

实验视频剪辑 3

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTM5MTA1Mg==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

实验场景动态图

在这里插入图片描述

项目之二：多档arduinoFFT浮点32段频谱仪

实验视频剪辑 4

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTQ2NDIzMg==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.7

实验场景动态图4

在这里插入图片描述

项目之二：多档arduinoFFT浮点32段频谱仪

实验视频剪辑 5

https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTc5OTQ0MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.5

实验场景动态图 5

在这里插入图片描述

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
项目之三：红绿色32段级联频谱点阵屏灯（FFT算法）

实验开源代码

/*
  【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
  项目之三：红绿色32段级联频谱点阵屏灯（FFT算法）
  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 <arduinoFFT.h>

#include <MD_MAX72xx.h>

#include <SPI.h>

MD_MAX72XX disp = MD_MAX72XX(MD_MAX72XX::FC16_HW, 10, 1);

arduinoFFT FFT = arduinoFFT();

double realComponent[64];

double imagComponent[64];

int spectralHeight[] = {0b00000000, 0b10000000, 0b11000000,

                        0b11100000, 0b11110000, 0b11111000,

                        0b11111100, 0b11111110, 0b11111111
                       };

int index, c, value;

void setup()

{

  disp.begin();

  Serial.begin(9600);

}

void loop()

{

  int sensitivity = map(analogRead(A0), 0, 1023, 50, 100);

  Serial.println (analogRead(A0));

  for (int i = 0; i < 64; i++)

  {

    realComponent[i] = analogRead(A7) / sensitivity;

    imagComponent[i] = 0;

  }

  FFT.Windowing(realComponent, 64, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);

  FFT.Compute(realComponent, imagComponent, 64, FFT_FORWARD);

  FFT.ComplexToMagnitude(realComponent, imagComponent, 64);

  for (int i = 0; i < 32; i++)

  {

    realComponent[i] = constrain(realComponent[i], 0, 80);

    realComponent[i] = map(realComponent[i], 0, 80, 0, 8);

    index = realComponent[i];

    value = spectralHeight[index];

    c = 31 - i;

    disp.setColumn(c, value);

  }

}

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
项目之三：红绿色32段级联频谱点阵屏灯（FFT算法）

实验视频剪辑 1
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMjA0Mjg0NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.3

实验场景动态图

在这里插入图片描述

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