21. LED灰度阵列显示器模块¶

我们现在介绍一种256级灰度的9x16点阵LED阵列，不仅能滚动显示文本字符和数字，还支持画图，显示256级灰度的图片！

1. 波浪翻滚

2. 模拟地上鞭炮爆炸效果

3. 绘制方形图案

4. 滚动显示字符和数字

so funny!

如果你拥有一个这样的显示器，相信你能创造出更有趣的效果。

LED是一种主动发光元件，用LED点阵组成的显示器不仅适合光线较暗的场合，同样适合光线明亮的场合，且视角宽至170度！所以，我们生活中常用的各类显示器越来越多地采用LED点阵。

21.1. LED灰度阵列显示器模块的技术参数¶

LED颜色	红色(可订制绿、蓝等颜色)
LED规格	2.0x0.8mm
LED总数	144颗(9行16列)
LED驱动IC	IS31FK3731 (from ISSI)
亮度调节	每颗LED亮度可单独控制
亮度分级	256级
亮度调节	PWM方式
刷新时间	小于1ms/次
电气接口	Grove
通讯接口	I2C (Slave模式)
I2C地址	0x74(默认)/0x77(需要自行配置)
接口逻辑	3.3V/5V
供电电压	3～5V
供电电流	100%亮度时最大96mA
外型尺寸	36x56mm
重量	8g

Note

每一个I2C从设备都具有一个7位地址码，在一条I2C总线内，该地址码是独占的
IS31FK3731的7位地址码可设置为: 0x74, 0x77。本模块默认使用0x74，你可以根据需要用烙铁焊接短路线使用0x77，请参照PCB上的指示操作

21.2. LED灰度阵列显示器模块的用法¶

该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	SDA	I2C的串行数据输入/输出
4	SCL	I2C的时钟信号输入

21.3. Arduino编程LED灰度阵列显示器模块的(C/C++)API¶

1. LED灰度阵列显示器模块的构造器

LED9x16Matrix(uint8_t x=16, uint8_t y=9);

参数1: 指定该显示器的列数，默认为16；参数2: 指定该显示器的行数，默认为9。

用法示例

LED9x16Matrix ledscr = LED9x16Matrix();

2. 初始化LED灰度阵列显示器模块

void begin(uint8_t addr=0x74)

功能: 初始化LED灰度阵列显示器模块；参数1: 指定I2C的7位从地址，默认为0x74；返回值: none。

用法示例1(使用默认的从地址)

ledscr.begin(); // 使用默认的从地址：0x74

用法示例2(使用指定的从地址)

ledscr.begin(0x77); // 使用指定的从地址：0x77 (请注意，使用这个地址之前，请按PCB上提示用烙铁修改配置)

3. 清屏

void clear(void)

功能: 清屏，即关闭所有像素；参数: none；返回值: none。

4. 旋转显示方向

void setRotation(uint8_t r)

功能: 旋转显示方向；参数1: 指定显示方向，有效值：0~3。对于本模块，0和2是有效的；返回值: none。

5. 绘制像素点

void drawPixel(int16_t x, int16_t y, uint16_t color)

功能: 给定灰度值，绘制单个像素点；参数1: 指定像素点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定像素点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

用法示例(模拟夜空中星星)

运行这个示例，你将会看到随机位置的LED会亮起。

Note

根据上面的用法示例程序运行效果，你是否发现一个统计学上的稳定性：程序运行时间较长(至少5分钟)之后，屏幕上显示着的LED和灭的LED是否保持平衡？只是位置变化。如果我们能使用某种传感器测量屏幕显示亮度，你将会发现亮度几乎保持不变。

6. 绘制直线

void drawLine(int16_t x0, int16_t y0, int16_t x1, int16_t y1, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和起点、终点坐标，绘制直线；参数1: 指定直线起点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定直线起点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定直线终点的x坐标，有效值：0~15；参数4: 指定直线终点的y坐标，有效值：0~8；参数5: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

7. 绘制水平直线

void drawFastHLine(int16_t x, int16_t y, int16_t w, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和起点、长度，绘制水平直线；参数1: 指定直线起点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定直线起点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定直线的长度，有效值：0~15；参数4: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

8. 绘制竖直线

void drawFastVLine(int16_t x, int16_t y, int16_t h, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和起点、长度，绘制竖直线；参数1: 指定直线起点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定直线起点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定直线的长度，有效值：0~15；参数4: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

9. 绘制矩形(边线)

void drawRect(int16_t x, int16_t y, int16_t w, int16_t h, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和起点、宽度和高度，绘制矩形(边线)；参数1: 指定矩形起点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定矩形起点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定矩形的宽度，有效值：0~15；参数4: 指定矩形的高度，有效值：0~15；参数5: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

10. 绘制填充矩形(含边线)

void fillRect(int16_t x, int16_t y, int16_t w, int16_t h, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和起点、宽度和高度，绘制填充矩形(含边线)；参数1: 指定矩形起点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定矩形起点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定矩形的宽度，有效值：0~15；参数4: 指定矩形的高度，有效值：0~15；参数5: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

11. 绘制圆角矩形(边线)

void drawRoundRect(int16_t x0, int16_t y0, int16_t w, int16_t h, int16_t radius, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和起点、圆角半径、宽度和高度，绘制圆角矩形(边线)；参数1: 指定矩形起点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定矩形起点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定矩形的宽度，有效值：0~15；参数4: 指定矩形的高度，有效值：0~15；参数5: 指定矩形的圆角半径，有效值：0~8且小于( min(宽度和高度)/2 )；参数6: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

12. 绘制填充的圆角矩形(含边线)

void fillRoundRect(int16_t x0, int16_t y0, int16_t w, int16_t h, int16_t radius, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和起点、圆角半径、宽度和高度，绘制填充的圆角矩形(含边线)；参数1: 指定矩形起点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定矩形起点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定矩形的宽度，有效值：0~15；参数4: 指定矩形的高度，有效值：0~15；参数5: 指定矩形的圆角半径，有效值：0~8且小于( min(宽度和高度)/2 )；参数6: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

13. 绘制圆(边线)

void drawCircle(int16_t x0, int16_t y0, int16_t r, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和圆心坐标、半径，绘制圆(边线)；参数1: 指定圆心的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定圆心的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定圆半径，有效值：0~8；参数4: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

14. 绘制填充圆(含边线)

void fillCircle(int16_t x0, int16_t y0, int16_t r, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和圆心坐标、半径，绘制填充圆(含边线)；参数1: 指定圆心的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定圆心的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定圆半径，有效值：0~8；参数4: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

15. 绘制三角形

void drawTriangle(int16_t x0, int16_t y0, int16_t x1, int16_t y1, int16_t x2, int16_t y2, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和三个顶点坐标，绘制三角形；参数1: 指定顶点1的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定顶点1的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定顶点2的x坐标，有效值：0~15；参数4: 指定顶点2的y坐标，有效值：0~8；参数5: 指定顶点3的x坐标，有效值：0~15；参数6: 指定顶点3的y坐标，有效值：0~8；参数7: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

16. 绘制填充的三角形

void fillTriangle(int16_t x0, int16_t y0, int16_t x1, int16_t y1, int16_t x2, int16_t y2, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和三个顶点坐标，绘制填充的三角形；参数1: 指定顶点1的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定顶点1的y坐标，有效值：0~8；参数3: 指定顶点2的x坐标，有效值：0~15；参数4: 指定顶点2的y坐标，有效值：0~8；参数5: 指定顶点3的x坐标，有效值：0~15；参数6: 指定顶点3的y坐标，有效值：0~8；参数7: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

17. 绘制位图图片

void drawBitmap(int16_t x, int16_t y, const uint8_t bitmap[], int16_t w, int16_t h, uint16_t color)

功能: 指定的灰度和顶点坐标，以及位图图片的宽度和高度，绘制给定的位图图片；参数1: 指定顶点的x坐标，有效值：0~15；参数2: 指定顶点的y坐标，有效值：0~8；参数3: 给定的位图图片，数组；参数4: 指定位图显示的宽度，有效值：0~15；参数5: 指定位图显示的高度，有效值：0~8；参数6: 指定像素点的灰度，有效值：0~255；返回值: none。

18. 显示西文字符串

// 使用 String 类型传入字符串 void showText(String txt, uint8_t textBrightness=20, bool waitingdone=true) // 使用 uint8_t 型数组和数组长度传入字符串 void showText(uint8_t textStr[], uint8_t textStrLen, uint8_t textBrightness=20, bool waitingdone=true)

功能: 指定灰度，滚动显示指定的字符串；参数1: 指定待显示的字符串，字符串长度不能超过32； (参数2: 指定参数1中数组的长度；) 参数3: 指定显示的灰度，有效值：0~255，默认为20；参数4: 指定是否滚动显示，默认为滚动显示；返回值: none。

19. 显示数值

void showNumber( number, uint8_t textBrightness=20, bool waitingdone=true)

功能: 指定灰度，滚动显示指定的数值；参数1: 指定待显示的数值。务必以明确的待显示数值的数据类型(uint8_t/int8_t/uint16_t/int16_t/uint32_t/int32_t/float)；参数3: 指定显示的灰度，有效值：0~255，默认为20；参数4: 指定是否滚动显示，默认为滚动显示；返回值: none。

21.4. 在Arduino环境使用LED灰度阵列显示器模块¶

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LED灰度阵列显示器模块，为啥要安装 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP? 这个BSP包含有LED灰度阵列显示器模块的C++库！当你安装好 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP之后，就可以直接使用LED灰度阵列显示器模块了。

应用示例:

这个示例也是LED灰度阵列显示器模块的Arduino库自带的，按下图所述过程打开该示例。

实现本示例之前，需要用专用4芯线将LED灰度阵列显示器模块与 BlueBox4(蓝盒4) 的(P6和P7)插座连接，(P6和P7)插座也就是I2C插座。然后打开示例程序，点击“编译并下载”按钮，将程序下载到 BlueBox4(蓝盒4) 主控制器，即可看到“模拟地上鞭炮爆炸的效果”

该示例程序的源码如下：

放鞭炮是我国春节的民俗，虽然现在很多城市都禁止燃放鞭炮。当本示例程序在执行期间，我们可以下载或录制一段鞭炮声做背景音，同时播放“恭喜发财”的音乐，营造一份春节期间的新年快乐氛围。