基于MAX7219芯片的LED点阵滚动消息显示

### 基于 MAX7219 芯片的 LED 点阵滚动消息显示 #### 1. 项目概述 本项目旨在实现使用 MAX7219 芯片驱动 LED 点阵显示屏，显示滚动的文本消息。为了实现这一目标，我们需要了解 MAX7219 芯片的工作原理，并编写相应的代码。 #### 2. MAX7219 芯片硬件连接 MAX7219 芯片的工作方式与移位寄存器类似，需要以串行方式逐位输入数据，每次必须向设备加载 16 位数据。该芯片使用简单，仅需 Arduino 的三个引脚： - 数字引脚 2 连接到 MAX 的引脚 1（数据输入，DIN） - 数字引脚 3 连接到 MAX 的引脚 12（加载，LOAD） - 数字引脚 4 连接到 MAX 的引脚 13（时钟，CLK） 数据传输的过程如下： 1. 将 LOAD 引脚拉低，在 DIN 引脚设置数据的第一位为 HIGH 或 LOW。 2. 设置 CLK 引脚在 LOW 和 HIGH 之间振荡。在时钟脉冲的上升沿，DIN 引脚的位被移入内部寄存器。 3. 时钟脉冲下降到 LOW，在 DIN 引脚设置下一个数据位，重复上述过程。 4. 当 16 位数据全部被移入寄存器（时钟上升和下降 16 次）后，将 LOAD 引脚设置为 HIGH，将数据锁存到寄存器中。 |引脚功能|Arduino 引脚|MAX7219 引脚| | ---- | ---- | ---- | |数据输入（DIN）|2|1| |加载（LOAD）|3|12| |时钟（CLK）|4|13| #### 3. MAX7219 芯片数据格式 MAX7219 芯片接受 16 位数据，最高有效位（D15）先发送，顺序从 D15 到 D0。前 4 位为“无关”位，接下来 4 位组成寄存器地址，最后 8 位组成数据。 |D15 - D12|D11 - D8|D7 - D0| | ---- | ---- | ---- | |无关位|寄存器地址|数据| 寄存器地址映射如下： |寄存器|地址|十六进制代码| | ---- | ---- | ---- | |No - Op|X 0 0 0 0|0xX0| |Digit 0|X 0 0 0 1|0xX1| |Digit 1|X 0 0 1 0|0xX2| |...|...|...| |Display Test|X 1 1 1 1|0xXF| 例如，要将显示强度设置为最大值（15），需要发送 16 位数据：0000101000001111。 #### 4. 代码实现 ##### 4.1 库的引入 ```cpp #include <avr/pgmspace.h> #include <TimerOne.h> ``` - `avr/pgmspace.h`：用于访问程序空间或闪存内存中的数据。 - `TimerOne.h`：用于创建定时器。 ##### 4.2 引脚和数组声明 ```cpp int DataPin = 2; // Pin 1 on MAX int LoadPin = 3; // Pin 12 on MAX int ClockPin = 4; // Pin 13 on MAX byte buffer[8]; static byte font[][8] PROGMEM = { // The printable ASCII characters only (32 - 126) {B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000}, {B00000100, B00000100, B00000100, B00000100, B00000100, B00000100, B00000000, B00000100}, //... }; ``` ##### 4.3 函数实现 - `clearDisplay()`：清除显示 ```cpp void clearDisplay() { for (byte x = 0; x < 8; x++) { buffer[x] = B00000000; } screenUpdate(); } ``` - `initMAX7219()`：初始化 MAX7219 芯片 ```cpp void initMAX7219() { pinMode(DataPin, OUTPUT); pinMode(LoadPin, OUTPUT); pinMode(ClockPin, OUTPUT); clearDisplay(); writeData(B00001011, B00000111); // scan limit set to 0:7 writeData(B00001001, B00000000); // decode mode off writeData(B00001100, B00000001); // Set shutdown register to normal operation intensity(15); // Values 0 to 15 only (4 bit) } ``` - `intensity()`：设置显示强度 ```cpp void intensity(int intensity) { writeData(B00001010, intens ```