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=2,const int B=3,const int CLK=12,const int STB=10,const int R=11,const int OE=9
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=32, const int A=2,const int B=3,const int CLK=12, const int STB=10,const int R=11,const int OE=9): HEIGHT(16),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 = 0;i<8;++i){ digitalWrite(DS,(data&0x80)); data<<=1; digitalWrite(SHCP,0); digitalWrite(SHCP,1); } } void setOE(bool enable){ digitalWrite(OE, enable); } void display(DotMatrix &data){ for(int row = 0;row<4;++row){ digitalWrite(OE,0); for(int col = 0;col<WIDTH/2;++col){ byte val = data.get((12-((col&3)<<2)+row),(col>>2)); sendColData(~val); } setRow(row); digitalWrite(STCP,0); digitalWrite(STCP,1); digitalWrite(OE,1); } digitalWrite(OE,0); } 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,0,width*height*1); } 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/8); POS_BIT_SET(matrix,i,jBit,b); } inline bool getBit(int i,int jBit){ CHECK_VAR(i,jBit/8); return POS_BIT_GET(matrix,i,jBit); } void fillTo(DotMatrix &fillTo, int xOffset, int yOffset, int scale){ this->fillTo(fillTo,xOffset,yOffset,scale,scale,0,0,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=0;ii<yScale;++ii){ for(int jj=0;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 = 0;i<height;++i){ for(int j = 0;j<width;++j){ for(int k = 7;k>=0;--k){ Serial.print((get(i,j) & (1<<k))!=0); } 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[4*16]; DotMatrix matrix(4,16,data); void setup(){ helper.setup(); for(int i = 0;i<16;++i){ for(int j = 0;j<4;++j){ matrix.set(i,j,i+j*16); } } } 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