又到了每周一更时间，本期介绍第三种常用显示设备，LED点阵屏，如公交车上前后的路线显示屏，马路上的红绿灯，商铺的广告牌等等，可以说应用场合非常广泛。

       在这里，以8*8的点阵屏为例进行介绍，其它尺寸的屏幕，其实也可以通过多个8*8的点阵屏进行扩展，例如32*16，可以用8块8*8的点阵屏进行拼凑，只是需要增加驱动芯片而已。

       首先来看看8*8 LED点阵屏的内部原理图，如图1.17所示。LED点阵屏也有共阳，共阴的区别，准确来说，是行线共阴，还是共阳。

图1.17 LED点阵屏内部结构图示

     从内部结构图可以看出，8*8点阵屏里面就是64个LED，对于左边的图示，每一行的阴极连接在一起，每一列的阳极连接在一起。例如，现在需要左上角的第一颗LED点亮，则把第一行(9号脚)输入低电平，第一列(13号脚)输入高电平即可。同样，LED点阵屏可以通过单片机的I/O口直接驱动，也可以通过专用的芯片驱动。

① 直接使用I/O口驱动

图1.18 I/O口驱动点阵屏原理图

②使用专用芯片驱动

直接使用I/O口驱动，占用较多的I/O口资源，特别是随着点阵屏的数量增加，所以一般的应用，会选择专用的驱动芯片，例如74HC595，MAX7219，在这里以MAX7219为例，介绍该如何设计电路。

在使用一个新的芯片时，一定要习惯查看芯片手册，可以不用每个部分都细读完，因为那样会太费时间了，但必须有个大概的概念，知道所选用的芯片是否符合设计的需求，例如最基本的供电电压，工作的环境温度，对电流的要求等等，有了大概的概念后，才正式着手电路的设计。因此先来看看MAX7219的说明。绝大部分的芯片手册，都会在最开始，写出芯片的功能及特性，MAX7219也不例外，因为手上的手册是英文版的，为了增加可读性，在度娘找到中文版的说明，但是文字显示效果可能比较差，先凑合看着，如果有条件可以查看英文原版手册。

从以上手册的开端，就可以看到MAX7219能驱动8位数码管或者64个独立的LED，带8*8的静态RAM，可以节省单片机的程序处理开销，而且其中一项应用就是LED矩阵显示，正符合驱动8*8点阵屏的需求。

另外，留意到，MAX7219是驱动共阴极，因此就根据引脚定义进行连接，把DIG0~DIG7接到阴极端，把SEGA~SEGDP接到阳极端，即对于以下左图的LED点阵，把DIG0~DIG7接到ROW1~ROW8上，把SEGA~SEGDP接到COL1端，而对于右图的LED点阵，则刚好是行列相反的接法。

最后，附上MAX7219驱动8*8 LED点阵屏的完整原理图，如图1.19所示。值得说明的是，对于与单片机的连接的控制口，习惯加上拉电阻，如图示中的R35,R34,R33，这样做的好处是能保证输出高电平时的电平准确，另外就是芯片的电源滤波问题，所以在很多芯片旁边会设置一个104(0.1uF)电容，即图中的C40，至于图中的R25的设置，是用于调整显示的亮度的，阻值不同，亮度不同，但最小是9.53k欧。至于具体如何编程的问题，将会在后续的内容进行说明。

图1.19 MAX7219驱动点阵屏原理图

补充说明：

在最后，还是补充说明一下LED点阵显示的驱动原理。还是先来回顾一下LED点阵的排布，如图1.20所示。

图1.20LED点阵分配图示

从图中可以看到，LED点阵分成了行(ROW)跟列(COL)。假设LED点阵是行共阴，列共阳，按以下三种方式处理：

① 把行信号全部设为0，列信号全部设为1，则LED点阵就会全点亮；

②把行信号轮流设为0，且适当的延时，列信号依然保持全部为1，则LED点阵显示结果是每一行轮流显示；

③ 把行信号轮流设为0，且适当的延时，列信号只有第一列为1，其余全为0，则LED点阵显示结果是仅有第一列的点依次点亮；

好了，希望读者能把以上三种情况的概念理解清楚。接下来就结合实际例子，讲一下驱动的原理。以图1.21所示的显示心形图案为例，图中红色的部分就是需要点亮的点。

图1.21LED点阵显示心形图示

表1.1LED点阵显示心形真值表

行

列

十六进制

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0x00

2

0

1

1

0

0

1

1

0

0x66

3

1

1

1

1

1

1

1

1

0xFF

4

1

1

1

1

1

1

1

1

0xFF

5

0

1

1

1

1

1

1

0

0x7E

6

0

0

1

1

1

1

0

0

0x3C

7

0

0

0

1

1

0

0

0

0x18

8

0

0

0

0

0

0

0

0

0x00

      整理成表格后，是否更为直观了？其实表1.1中十六进制那一列，就是我们需要的数据，驱动的思路就清晰了。每一行轮流设置为0，然后把列信号填入对应的数值即可，在前面数码管的章节已经提到，只要刷新的速度足够快，由于人眼的视觉暂留效果，看起来就是同时显示的一样。当然，如果使用专用的驱动芯片，例如前面提到的MAX7219，自带静态RAM，那就不需要不断刷新，直接把数据传入的驱动芯片的RAM里面，显示的图形就自动保持了。

以上的例子涉及到一些编程的思路，在这里先有个概念即可，在后续编程章节，会以实际的例子进行编写，并演示。