使用 Arduino UNO R4 WiFi LED 矩陣

使用 Arduino UNO R4 WiFi LED 矩陣

使用 Arduino UNO R4 WiFi 內建 LED 矩陣開始工作。學習控制它、創建動畫、圖形甚至遊戲的不同技術。

Arduino UNO R4 WiFi配備內建 12x8 LED 矩陣，可對其進行編程以顯示圖形、動畫、充當介面，甚至可以玩遊戲。

目標
所需的硬體和軟體

• Arduino UNO R4 WiFi
• UNO R4核心（最新版本）
• Arduino IDE

初始化矩陣

要使用 LED 矩陣庫，需要將一些內容新增到草圖中才能開始使用。

首先，將庫包含在草圖的頂部，如下所示：

然後，您需要在草圖中建立 LED 矩陣對象，方法是在第一個對象的正下方添加以下行：

最後，透過新增此行來啟動 LED 矩陣void setup():

整件事情應該看起來像這樣；

如何寫框架

UNO R4 WiFi 的 LED 矩陣庫的工作原理是建立一個幀，然後將其載入到顯示該幀的緩衝區中。

幀就是我們所說的在任意給定時刻顯示在矩陣上的“圖像”。如果動畫是一系列圖像，則該幀就是該系列中的其中一個圖像。

為了控制 UNO R4 WiFi 上的 12x8 LED 矩陣，您需要至少 96 位元大小的記憶體空間。該庫提供了兩種方法來做到這一點。

第一個是簡單地建立一個二維位元組數組，如下所示：
 
然而，此方法佔用的記憶體超出了所需的記憶體。儘管每個 LED 僅需要一位來儲存其狀態，但您卻使用了八位元（一個位元組）。儲存幀的更節省記憶體的方法是使用 32 位元整數數組。

在本節中，我們將介紹您如何自行建立這些框架之一的過程和概念。儘管我們已經開發了一個可以為您完成此操作的工具，因此如果您想跳過此練習，可以按一下此處。

這是同一顆心的這種形式：

unsigned long 變數可保存 32 位，而 96/32 為 3，因此 unsigned long 數組是保存 LED 矩陣所需的所有位的有效方法。

但是這些十六進位值與像素位置有何關係？要找出答案，請將十六進位值轉換為二進位值。這是執行此操作的程式碼片段：

這將列印出數組的所有位值。輸出將如下所示：

不過，此方法並未向您顯示所有內容。每個數組元素應有 32 位元。如果新增零以顯示每個元素的所有 32 位，您將得到：
  
現在將其分成 12 位一組，您就得到了心臟：


測試一下

讓我們透過兩個在板上顯示不同框架的基本草圖來應用這些概念。首先，我們創建 3x32 位元整數幀並一一加載它們。

這是一個草圖，首先將笑臉載入到矩陣上，然後將其變更為心形。
  
草圖非常簡單，但結果非常具有表現力，可以幫助您輕鬆指示專案的狀態。

現在讓我們改變方法並創建一個在運行時更改的點陣圖。此草圖包含多個函數，每個函數都繪製臉部的一部分，然後透過關閉某些像素來使左眼眨眼。
  
滾動文字範例

LED 矩陣現在支援透過ArduinoGraphics庫列印字元。有了它，您能夠：

• 透過設定文字的起始位置matrix.beginText(x,y, 0xFFFFFF)。“0xFFFFFF”代表預設顏色（紅色）。由於ArduinoGraphics庫支援其他具有多種顏色的硬件，因此我們需要指定它。
• 透過列印文字matrix.printText("This message is printed")
• 結束列印並（可選）指定滾動方向matrix.endText(direction)
• SCROLL_LEFT,SCROLL_RIGHT都支持。如果不需要滾動，請留空。

下面的範例只是印出“Hello World!” 在矩陣上。
  
動畫生成

我們開發了一種工具，用於產生要在瀏覽器中的 LED 矩陣上渲染的幀和動畫。該工具是Arduino 實驗室的一部分，因此被視為實驗軟體。

要使用該工具，您需要上傳以下草圖，允許開發板讀取瀏覽器發送的序列輸入。

您也可以在檔案 > 範例 > LED_Matrix > LivePreview中找到草圖
 
按一下此處前往 LED 矩陣工具。