37款傳感器與執行器的提法，在網絡上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止這37種的。鑒於本人手頭積累了一些傳感器和執行器模塊，依照實踐出真知（一定要動手做）的理念，以學習和交流為目的，這里准備逐一動手嘗試系列實驗，不管成功（程序走通）與否，都會記錄下來---小小的進步或是搞不掂的問題，希望能夠拋磚引玉。
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗九十九：8X32 LED點陣顯示模塊 MAX7219 輸出 共陰 5V 四位點陣模組
MAX7219
是美國MAXIM 公司推出的多位LED 顯示驅動器，采用3 線串行接口傳送數據，可直接與單片機接口連接，用戶能方便修改其內部參數，以實現多位LED 顯示。它內含硬件動態掃描電路、BCD譯碼器、段驅動器和位驅動器。此外，其內部還含有8X8 位靜態RAM,用於存放8 個數字的顯示數據。顯然，它可直接驅動64 段LED點陣顯示器。當多片MAX7219 級聯時，可控制更多的LED 點陣顯示器。顯示的數據通過單片機數據處理后，送給MAX7219 顯示。
MAX7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅動器,它連接微處理器與8位數字的7段數字LED顯示，也可以連接條線圖顯示器或者64個獨立的LED。其上包括一個片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅動器，而且還有一個8*8的靜態RAM用來存儲每一個數據。只有一個外部寄存器用來設置各個LED的段電流。MAX7221與SPI™、QSPI™以及 MICROWIRE™相兼容，同時它有限制回轉電流的段驅動來減少EMI（電磁干擾）。一個方便的四線串行接口可以聯接所有通用的微處理器。每個數據可以尋址在更新時不需要改寫所有的顯示。MAX7219/MAX7221同樣允許用戶對每一個數據選擇編碼或者不編碼。整個設備包含一個150μA的低功耗關閉模式，模擬和數字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數據，還有一個讓所有LED發光的檢測模式。
MAX7219管腳描述
1 DIN 串行數據輸入端口。在時鍾上升沿時數據被載入內部的16位寄存器。
2,3,5-8,10,11 DIG 0–DIG7 八個數據驅動線路置顯示器共陰極為低電平。關閉時7219此管腳輸出高電平，7221呈現高阻抗。
4,9 GND 地線 （4腳和9腳必須同時接地）
12 LOAD (MAX7219) 載入數據。連續數據的后16位在LOAD端的上升沿時被鎖定。CS (MAX7221) 片選端。該端為低電平時串行數據被載入移位寄存器。連續數據的后16位在cs端的上升沿時被鎖定。
13 CLK 時鍾序列輸入端。最大速率為 10MHz.在時鍾的上升沿， 數據移入內部移位寄存器。 下降沿時， 數據從DOUT端輸出。對MAX7221來說，只有當cs端為低電平時時鍾輸入才有效。
14-17,20-23 SEG 7 段和小數點驅動，為顯示器提供電流。當一個段驅A–SEG G, 動關閉時，7219的此端呈低電平，7221呈現高阻抗。DP
18 SET 通過一個電阻連接到VDD 來提高段電流。
19 V+ 正極電壓輸入，+5V
24 DOUT 串行數據輸出端口，從DIN輸入的數據在16.5個時鍾周期后在此端有效。當使用多個MAX7219/MAX7221時用此端方便擴展。
MAX7219功能特點
1 10MHz連續串行口
2 獨立的LED段控制
3 數字的譯碼與非譯碼選擇
4 150μA的低功耗關閉模式
5 亮度的數字和模擬控制
6 高電壓中斷顯示
7 共陰極LED顯示驅動
8 限制回轉電流的段驅動來減少EMI（MAX7221）
9 SPI, QSPI, MICROWIRE串行接口（MAX7221）
10 24腳的 DIP和 SO 封裝
8X32 LED點陣顯示模塊 MAX7219 輸出 共陰 5V 四位點陣模組
8X32 LED點陣顯示級聯模塊，MAX7219是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅動器,它連接微處理器與8位數字的7段數字LED顯示，也可以連接條線圖顯示器或者64個獨立的LED。其上包括一個片上的B型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅動器，而且還有一個8*8的靜態RAM用來存儲每一個數據。只有一個外部寄存器用來設置各個LED的段電流。一個方便的四線串行接口可以聯接所有通用的微處理器。每個數據可以尋址在更新時不需要改寫所有的顯示。MAX7219同樣允許用戶對每一個數據選擇編碼或者不編碼。整個設備包含一個150μA的低功耗關閉模式，模擬和數字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數據，還有一個讓所有LED發光的檢測模式。只需要3個IO口即可驅動1個點陣！點陣顯示時無閃爍！支持級聯！
8X32 LED點陣顯示模塊參考電原理圖
模塊參數：
1.單個模塊可以驅動一個8*8共陰點陣
2.模塊工作電壓：5V
3.模塊尺寸：長12.8厘米X寬3.2厘米X高1.3厘米
4.帶64個固定螺絲孔，孔徑3mm
5.模塊帶輸入輸出接口，支持多個模塊級聯
接線說明：
1.模塊左邊為輸入端口，右邊為輸出端口。
2.控制單個模塊時，只需要將輸入端口接到CPU
3.多個模塊級聯時，第1個模塊的輸入端接CPU，輸出端接第2個模塊的輸入端，第2個模塊的輸出端接第3個模塊的輸入端，以此類推...
實驗開源代碼
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗九十九：8X32 LED點陣顯示模塊 MAX7219 輸出 共陰 5V 四位點陣模組
1、下載安裝庫：
GitHub | riyas-org/max7219 https://github.com/riyas-org/max7219
2、項目：應用多種函數，顯示字母，笑臉等圖案以及左向移動
3、連線：
VCC → 5V
GND → GND
DIN → D11
CS → D12
CLK → D13
*/
#include <MaxMatrix.h>
int DIN = 11; // DIN pin of MAX7219 module
int CLK = 13; // CLK pin of MAX7219 module
int CS = 12; // CS pin of MAX7219 module
int maxInUse = 1;
MaxMatrix m(DIN, CS, CLK, maxInUse);
char A[] = {4, 8,
B01111110,
B00010001,
B00010001,
B01111110,
};
char B[] = {4, 8,
B01111111,
B01001001,
B01001001,
B00110110,
};
char smile01[] = {8, 8,
B00111100,
B01000010,
B10010101,
B10100001,
B10100001,
B10010101,
B01000010,
B00111100
};
char smile02[] = {8, 8,
B00111100,
B01000010,
B10010101,
B10010001,
B10010001,
B10010101,
B01000010,
B00111100
};
char smile03[] = {8, 8,
B00111100,
B01000010,
B10100101,
B10010001,
B10010001,
B10100101,
B01000010,
B00111100
};
void setup() {
m.init(); // MAX7219 initialization
m.setIntensity(8); // initial led matrix intensity, 0-15
}
void loop() {
// Seting the LEDs On or Off at x,y or row,column position
m.setDot(6,2,true);
delay(1000);
m.setDot(6,3,true);
delay(1000);
m.clear(); // Clears the display
for (int i=0; i<8; i++){
m.setDot(i,i,true);
delay(300);
}
m.clear();
// Displaying the character at x,y (upper left corner of the character)
m.writeSprite(2, 0, A);
delay(1000);
m.writeSprite(2, 0, B);
delay(1000);
m.writeSprite(0, 0, smile01);
delay(1000);
m.writeSprite(0, 0, smile02);
delay(1000);
m.writeSprite(0, 0, smile03);
delay(1000);
for (int i=0; i<8; i++){
m.shiftLeft(false,false);
delay(300);
}
m.clear();
}
實驗開源代碼之二
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗九十九：8X32 LED點陣顯示模塊 MAX7219 輸出 共陰 5V 四位點陣模組
1、下載安裝庫：
GitHub | riyas-org/max7219 https://github.com/riyas-org/max7219
2、項目：程序中將所要顯示的圖型使用數組方式存放，主回圈中交錯顯示在 8x8 點陣
模塊上產生一個有趣的點陣動畫
3、連線：
VCC → 5V
GND → GND
DIN 接 D11 (MOSI)
CS 接 D10 (SS)
CLK 接 D13 (SCK)
*/
#include <SPI.h>
const byte sprite[2][8] = {
{ 0xf8, 0xbc, 0x15, 0x7e, 0x7e, 0x15, 0xbc, 0xf8 },
{ 0xfc, 0x8e, 0x1b, 0x2e, 0x2e, 0x1b, 0x8e, 0xfc }
};
const byte DECODEMODE = 0x09;
const byte INTENSITY = 0x0a;
const byte SCANLIMIT = 0x0b;
const byte SHUTDOWN = 0x0c;
const byte DISPLAYTEST = 0x0f;
void max7219(const byte reg, const byte data) {
digitalWrite(SS, LOW);
SPI.transfer(reg);
SPI.transfer(data);
digitalWrite(SS, HIGH);
}
void setup() {
SPI.begin();
max7219(SCANLIMIT, 7);
max7219(DECODEMODE, 0);
max7219(INTENSITY, 2);
max7219(DISPLAYTEST, 0);
max7219(SHUTDOWN, 1);
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, 0);
}
}
void loop() {
for(byte j=0; j<2; j++) {
for(byte i=0; i<8; i++) {
max7219(i+1, sprite[j]);
}
delay(500);
}
}
實驗開源代碼之三
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗九十九：8X32 LED點陣顯示模塊 MAX7219 輸出 共陰 5V 四位點陣模組
1、下載庫 https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/Matrix_Sprite.zip
2、項目：在四個8x8屏間跳動的紅點（快速掃描所有點陣）
3、連線：
VCC → 5V
GND → GND
DIN 接 D11 (MOSI)
CS 接 D10 (SS)
CLK 接 D13 (SCK)
*/
#include <Sprite.h> // Sprite before Matrix
#include <Matrix.h>
const int numChips = 4;
//DIN, CLK, SS, #chips
Matrix myLeds = Matrix(11, 13, 10, numChips);
void setup() {
myLeds.clear();
}
void loop() {
byte x, y;
// light one LED at a time, scanning left to right
// and top to bottom... useful for testing the matrix
for (y=0; y<8; y++) {
for (x=0; x<(numChips * 8); x++) {
myLeds.write(x, y, HIGH);
delay(20);
myLeds.write(x, y, LOW);
}
}
}
實驗開源代碼之四
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗九十九：8X32 LED點陣顯示模塊 MAX7219 輸出 共陰 5V 四位點陣模組
1、下載庫 https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/Matrix_Sprite.zip
2、項目：顯示字母
3、連線：
VCC → 5V
GND → GND
DIN 接 D11 (MOSI)
CS 接 D10 (SS)
CLK 接 D13 (SCK)
*/
#include <Sprite.h> // Sprite before Matrix
#include <Matrix.h>
//DIN, CLK, CS, #chips
Matrix myLeds = Matrix(11, 13, 10, 3);
Sprite letter_L = Sprite(5, 8,
B11000,
B11000,
B11000,
B11000,
B11000,
B11000,
B11111,
B11111
);
Sprite letter_E = Sprite(5, 8,
B11111,
B11111,
B11000,
B11110,
B11110,
B11000,
B11111,
B11111
);
Sprite letter_D = Sprite(6, 8,
B111100,
B111110,
B110111,
B110011,
B110011,
B110111,
B111110,
B111100
);
Sprite letter_S = Sprite(5, 8,
B01110,
B11111,
B11000,
B11110,
B01111,
B00011,
B11111,
B01110
);
void setup() {
myLeds.clear();
myLeds.setBrightness(0);
myLeds.write(3, 0, letter_L);
myLeds.write(10, 0, letter_E);
myLeds.write(18, 0, letter_D);
myLeds.write(26, 0, letter_S);
}
void loop() {
}
實驗場景圖
Matrix庫的幾個函數
基本用法，僅限像素
Matrix myLeds = Matrix（DIN，CLK，LOAD，numChips）;
使用您選擇的名稱創建Matrix對象的實例。DIN，CLK和LOAD是連接這些信號的引腳號。如果連接了多個單獨連接的MAX7219芯片，則可以創建多個對象。
myLeds。clear（）;
清除整個顯示屏。
myLeds。setBrightness（15）;
設置顯示亮度，從0到15（最亮）。
myLeds。write（x，y，value）;
更改單個像素。對於關閉，值應為LOW，對於on，值應為HIGH。
基本用法，使用Sprite
Sprite myIcon = Sprite（寬度，高度，B11000，B11000，B11111，B11111）;
創建一個精靈對象。您可以根據需要創建任意數量的精靈，每個精靈都有一個唯一的名稱。寬度應與每個數據值中的位數匹配，高度應與數據值的數量匹配。
myLeds。write（x，y，myIcon）;
在顯示屏上繪制一個閃爍的精靈。
Sprite庫允許創建與Matrix庫一起使用的圖像精靈
Sprite
啟動LCD庫。
width（）
返回精靈的寬度（以像素為單位）。
height（）
返回精靈的高度（以像素為單位）。
write（）
將數據寫入精靈的x，y位置。
read（）
返回存儲在sprite的x，y位置的數據。
實驗開源仿真編程（Linkboy V4.63）
實驗開源圖形編程（Mind+、Mixly、編玩邊學）
【花雕動手做】有趣好玩的音樂可視化系列小項目（08）---四位32段點陣屏
項目之三：紅綠色32段級聯頻譜點陣屏燈（FFT算法）
實驗開源代碼
/*
【花雕動手做】有趣好玩的音樂可視化系列小項目（08）---四位32段點陣屏
項目之三：紅綠色32段級聯頻譜點陣屏燈（FFT算法）
接腳連線：MAX9814 接A0
MAX7219 UNO
VCC →→→→→ 5V
GND →→→→→ GND
DIN →→→→→ D11（數據，數據接收引腳）
CS →→→→→ D10（負載，命令接收引腳）
CLK →→→→→ D13（時鍾，時鍾引腳）
*/
#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);
}
}
實驗場景動態圖
https://img.mydigit.cn/forum/202111/22/142941orny1mpjp1ktcdtr.gif
實驗視頻剪輯
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTc1NTk2OA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1