02-2 Proteus仿真Arduino LED点阵

LED点阵是我们在电子设计制作中经常用到的一种显示元件。可以通过点亮不同的LED灯珠形成静态或动态的图形和文字。

今天的实验带大家在Proteus当中，通过Arduino来驱动和使用LED点阵，掌握基本的LED点阵的操作方法。

关于LED点阵的工作原理，将在实验之后再进行一些解释和说明。现在还是首先动手，将LED点阵驱动起来，先知其然，再探究其所以然。

第一步，先将Proteus运行起来，同样新建一个Arduino 328的项目，自己为项目取个名字，此处取名为LEDMatrix。

第二步，要从元件库当中找到LED点阵，并添加到工作区。

点击左侧“Component Mode”按钮——点击“P”按钮——在输入框中输入 matrix——在下方的分类中选择 Optoelectronics，此时在右侧的结果（Results）窗口中将会出现搜索结果。

我们选择一个8×8规格的点阵，颜色可以选择自己喜欢的。

此处选择MATRIX-8×8-RED。

第三步，将LED点阵放置在原理图设计画布上。

此时我们可以观察到，放置完成的LED点阵一共有64个LED灯珠，共8行，8列；同时上下两侧各有8根管脚。

现在遇到的一个重要问题是如何判断这16根管脚的功能和连接方式。

最简单的办法是搜索、查阅LED点阵的相关数据手册。通过简单的研究我们可以了解到，LED点阵的两排管脚，一排代表“行”，一排代表“列”，通过某行某列的交叉来定位某一个灯珠，同时通过“行高电平、列低电平”或者相反的“行低电平、列高电平”来决定某灯珠是否被点亮。那我们选择的这一款LED点阵，究竟哪一排是“行”？哪一排是“列”？驱动模式是“行高列低”还是“行低列高”呢？

接下来就要用到一个简单的小办法，来自行测试、探索一下。

小技巧：如何来测试LED点阵的工作模式？

我们直接在LED点阵模块的不同管脚上，加上电源和接地，来观察LED点阵的点亮情况。

在Terminal模式下，选择Power，放置一个电源端子，并设置其属性为VCC。同样的方法，添加一个GROUND接地端子。

按照下图，完成最简单的连线，并点击仿真按钮，进行仿真，观察运行结果。

结果分析：

1、首先，左侧上排接高电平，下排接低电平的部分被点亮；而右侧上排接低电平、下派接高电平的部分未被点亮。

2、其次，观察左侧被点亮的部分，1，2列和1，3行被点亮，因此上排管脚为“列”，下排管脚为“行”。

3、结论：上排管脚为列，下排管脚为行，点亮模式为：列高行低。

第四步，将LED点阵模块的管脚与Arduino的IO管脚进行连接。如下图。

第五步，在Source Code模式下，编写Arduino程序。

程序中自定义了一个litup()的点亮函数。在主函数loop()循环中，将IO端口号作为参数传入litup()函数中，同时通过for循环的嵌套，完成了64个位置的遍历。

运行效果：

一个红色光点，从LED屏幕的左上角开始，沿着每一行从左到右移动，并自动换到下一行。

思考练习

1、如何在一个8×8 的点阵屏上显示数字3？

2、如何让点阵以一次递增一个的方式点亮全部灯珠？

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