19. LED阵列显示器模块(6x7点阵)¶
这是一个很酷的模块，不仅具有6x7排列的可调亮度的42颗LED构成的点阵显示器，并带有一个mini型5向按钮。 利用这个模块，加上任意一个具有Grove接口的主控制器，相信你很快就设计出自己的俄罗斯方块、贪吃蛇之类的经典游戏机。
使用这个显示器模块及其软件接口，你可以实现标准5x7点阵的数字、字母、符号显示，也可以显示我们在接口库中预制的图案， 譬如心、箭头等，接口库还支持自制图案。调用接口库显示两个及以上的数字、字母和符号串时，自动滚屏显示。显示器的整体亮度可调(7级)。
使用这个显示器模块，不仅能帮助你实现各种有趣的创意作品，期间你将掌握现代点阵数字显示器的基本工作原理。在我们今天的生活中， 点阵显示器无处不在，从手环到手机，从电饭煲到电视机，从家电到计算机，几乎都使用点阵显示器。他们是如何工作的呢？
19.1. 6x7LED阵列显示器的组成原理¶
由42颗LED呈6x7阵列形式排布。6列，每列含7颗LED，这与2号西文字体的5x7点阵完全相同，并预留一列作为字符之间间隔。 6列LED的亮/灭对应一个二进制位来控制，对应位置1则亮，清零则灭。
点阵显示器的每一个点(Dot)也被称作一个像素(Pixel)，对于这样一个仅有42-Dot的点阵显示器只有42个像素，我们只需要6个 字节的存储空间即可保存整个显示内容，譬如你要自制一幅图案，只需要对Dots[6]中的42个有效二进制位进行编程。 而我们今天常用的计算机显示器大多数由1080*1920=2073600个像素组成，我们常说的4K高清电视机显示器也是这个分辨率。 高达二百多万个像素的显示器，与仅有42个像素的6x7LED阵列显示器模块相比，显示控制的原理上是相同的。但是，像素点越多就要消耗 更多的存储空间，像素点越多刷屏时间会越长，想要达到人眼可接受的60Hz刷新率，则意味着像素点越多的显示器对计算机CPU的速度要求 也越高。
显然，6x7LED阵列显示器模块仅相当于黑白的计算机点阵显示器。彩色显示器的每一个像素点的颜色信息都是可编程控制的，而黑白显示器 的像素点只有亮/灭控制。
19.2. 6x7LED阵列显示模块的技术参数¶
| 指标 | 参数 | 备注 |
| 分辨率 | 6x7阵列 | 42个像素 |
| 亮度 | 8级可调 | 整体调节，不支持单像素亮度调节 |
| LED颜色 | 红或绿 | |
| 方向按钮 | 5向 | |
| 电气接口 | Grove | |
| 逻辑电压 | 3.3V | |
| 供电电压 | 3～5V | |
| 供电电流 | 20mA | |
| 外型尺寸 | 29x37mm | |
| 重量 | 18g |
Note
- 5向按钮的操作识别必须与显示器刷新保持同时使用，无法单独使用5向按钮。可以关闭显示内容进行刷新
- 8级亮度调节不是线性的，根据使用环境的亮度自行编程调节显示亮度，0亮度即关闭显示，7亮度最大
19.3. 6x7LED阵列显示模块的用法¶
6x7LED显示器模块的电气接口采用4线(2mm间距)的Grove接口，4个引脚的名称和功能如下：
| 1 | Gnd | 电源地线 |
| 2 | Vdd | 电源正极 |
| 3 | SDio | 串行输入和输出 |
| 4 | SKin | 与SDio同步的时钟信号 |
这个模块的串行接口不是I2C/Two-Wire接口，虽然也是采用一对信号线：串行数据输入和串行时钟输入。与I2C相比较， 该模块所用的同步串行通讯接口更为简单。向显示器发送指令时，保持SKin为低电平并根据显示内容驱动SDio信号为1或0状态， 然后让SKin变为高电平，此时显示器内部单元电路会接收这个显示位信息，然后SKin回到低电平，重复上述步骤发送下一个位。
19.4. Scratch编程6x7LED阵列显示器的积木块¶
Scratch积木块1: 清屏或填满屏幕
Scratch积木块2: 编辑并显示自制图案
在弹出的小窗口中，点击按照6x7点阵排列的图标，可以编辑自制的图案
Scratch积木块3: 控制屏幕的显示亮度(默认亮度为3)
Scratch积木块4: 显示预制的图案，从下拉框中选择即可
Scratch积木块5: 显示西文字符串(自动滚屏显示)
Scratch积木块6: 显示数值(自动滚屏显示)
Scratch积木块7: 指定(x, y)坐标点处的像素点亮
Scratch积木块8: 指定(x, y)坐标点处的像素点灭
Scratch积木块9: 侦测5向按钮状态，当按钮被按下时，执行某些程序
19.5. Arduino编程6x7LED阵列显示器的(C/C++)API¶
- 6x7LED阵列显示模块的构造器
参数1: 指定与SKin连接的GPIO引脚编号 参数2: 指定与SDio连接的GPIO引脚编号
用法示例：
- 设置屏幕亮度
参数1: 指定亮度，8级亮度的有效取值范围: 0~7
- 清屏
- 填充屏幕
- 显示自制图案
参数1: 6字节的数组，该数组保存有完整的图案信息。每一个二进制位，0:该位灭；1:该位亮 参数2(可选): 指定dots[]数组的字节个数，默认为6字节，可以不需要该参数 参数3(可选): 指定起始列(0~5)，默认为第0列(显示器最左边)，可以不需要该参数
用法示例：
- 显示预制图案
参数1: 指定预制图案的编号，有效取值范围0~11，共12种预制图案
- 显示西文字符串
参数1: 待显示的字符串，有两种选择：(1) String型；(2) 字符数组 参数2: 如果第一个参数是字符型数组，这个参数指定数组的长度 参数3(可选): 指定是否自动滚屏显示，默认为自动滚屏显示，除非你将这个参数设为false
用法示例(显示String型字符串)：
- 显示数值(或变量的值)
参数1: 待显示的数值或变量值，我们有9种选择：布尔型、8/16/32位长的带符号或不带符号型、单/双精度的浮点数 参数2(可选): 指定是否自动滚屏显示，默认为自动滚屏显示，除非你将这个参数设为false
用法示例(显示8位计数器的值)
- 让指定坐标点(x, y)的像素变为亮/灭
参数1: 像素点的x坐标，有效取值范围：0~5 参数2: 像素点的y坐标，有效取值范围：0~6 参数3: true (默认)： 像素点亮；false：像素点灭
- 切换指定坐标点(x, y)的像素状态
参数1: 像素点的x坐标，有效取值范围：0~5 参数2: 像素点的y坐标，有效取值范围：0~6
- 读取并返回5向按钮的状态
返回值: 5向按钮的状态。 0: 无按钮按下；1: 向左按下；2: 中间被按下；3: 向右按下；4: 向上按下；5: 向下按下
用法示例(用上下左右按钮控制一个像素点上下左右移动)
19.6. 在Scratch环境使用6x7LED阵列显示器模块¶
应用示例1:
我们浏览器中打开 易造云平台 (https://www.ezaoyun.com/)，在主页面的工具栏中选择 Scratch 将会打开在线版 Scratch编程环境。这个在线版Scratch编程环境不仅完全兼容MIT版的Scratch3，还支持硬件编程。换句话说，你可以使用自己熟 悉的Scratch图形化编程语言进行编程来控制计算机硬件，与计算机硬件交互。譬如，我们可以用Scratch编程控制6x7LED阵列显示器实时地 显示超声波传感器的测量结果。
首先，我们看看Scratch编程环境中的6x7LED阵列显示器的积木块位置。在Scratch编程环境的角色选择区，点击“硬件”标签，然后点击“添加硬件”标签， 在打开的硬件选择窗口中选择 `BlueBox4/蓝盒4`_ 。这一步操作类似于“添加角色”。接着，打开“显示器“积木抽屉，滚动鼠标滑轮， 你将会看到”LED阵列显示器(6x7)“类，其中包含有9种不同功能的积木块，如前所述。
然后，我们来看一个简单的6x7LED显示模块应用示例，目标显示预制的“心”型图案，并让这颗心跳动起来(变大再变小，如此重复)。 编程之前，我们首先连接好电路：用专用4芯线将6x7LED阵列显示器模块与 `BlueBox4/蓝盒4`_ 主控制器的(P4和P5)插座连接；然后使用USB数据线 将主控制器与编程的电脑连接。
实现这一任务目标的Scratch积木块程序如下图。
当你把本例程序编写完毕后，最后就是测试程序的执行效果。动手试一试吧！
19.7. 在Arduino环境使用6x7LED阵列显示器模块¶
如果你已经安装 `Arduino IDE 1.8x`_ 只需要安装 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP(板级支持包)即可实现下面的示例。
复制下面的 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP链接： https://www.ezaoyun.com:8888/hardware/bluebox4/package_bluebox4_index.json
并根据下图提示的过程维护BSP URL
然后启动Arduino的“开发板管理器”，步骤如下图所示。
在弹出的”Arduino开发板管理器”窗口的搜索栏输入“BlueBox”，然后选择安装BlueBox4。
或许你在想，使用6x7LED显示模块，为啥要安装 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP? 这个BSP包含有6x7LED显示模块的C++库！当你安装好 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP之后，就可以直接使用6x7LED显示模块了。
应用示例2:
这个示例也是6x7LED显示模块的Arduino库自带的，按下图所述过程打开该示例。
实现本示例的电路连接与示例1相同，6x7LED显示模块与 BlueBox4(蓝盒4) 的(P4和P5)插座连接。 程序下载到 BlueBox4(蓝盒4) 主控制器后，按下主控制器左上角的按钮(用户可编程按钮)时，6x7LED显示模块上滚动显示的数值会增加1。 该示例程序的源码如下：
在”loop”循环内，我们读取 BlueBox4(蓝盒4) 主控制器左侧的可编程按钮状态，如果侦测到按钮被按下，即
if 条件为真，执行这个if的程序块。首先，判断变量counter的值是否为偶数，偶数时关闭 BlueBox4(蓝盒4) 主控制器左上角的可编程指示灯， 为奇数则点亮这颗指示灯。然后将变量counter增加1，并将该变量滚动地显示在6x7LED显示器上。最后，侦测可编程按钮的是否被是否，并等待直到按钮被释放。
你打算用这个很酷的显示器模块来实现什么创意？