游曉容

摘 要：職業(yè)學(xué)校的學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)開(kāi)發(fā)套件時(shí)，點(diǎn)陣是很常用的知識(shí)點(diǎn)，也是最基本最重要的內(nèi)容。如何學(xué)好這一如此重要的知識(shí)，學(xué)習(xí)方法很重要，本文就針對(duì)初學(xué)者講述點(diǎn)陣知識(shí)要點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)陣顯示；點(diǎn)陣運(yùn)用；點(diǎn)陣擴(kuò)展

1 常用點(diǎn)陣的接線原理及引腳分配

目前市場(chǎng)上點(diǎn)陣種類(lèi)繁多，對(duì)于教學(xué)所用而言，應(yīng)用最多的就是8*8單色、雙色點(diǎn)陣，4*4圓弧點(diǎn)陣。

1.1 8*8雙色點(diǎn)陣的接線原理和引腳分配如圖1、圖2所示。

圖示為3*4mm紅綠雙色共陽(yáng)2*8*8=128 LED點(diǎn)陣屏，邊長(zhǎng)58.5*58.5，由128個(gè)LED直接焊接到電路板上。該點(diǎn)陣發(fā)光面是橢圓形，紅綠LED交替，LED可以方便地從印版上拆下，便于維修，是學(xué)生觀察實(shí)習(xí)點(diǎn)陣工作原理的絕佳材料。

1.2 4*4圓形點(diǎn)陣。

圓環(huán)形LED點(diǎn)陣，共有16個(gè)獨(dú)立發(fā)光點(diǎn)，也即4*4點(diǎn)陣。該點(diǎn)陣有15個(gè)點(diǎn)為紅色，剩下一個(gè)圓點(diǎn)是黃色，共8個(gè)引腳，4個(gè)共陽(yáng)，4個(gè)為陰極，可以方便地進(jìn)行連接。常用動(dòng)態(tài)掃描方式工作，可以獨(dú)立控制每個(gè)點(diǎn)的發(fā)光。整體呈正方形，這個(gè)點(diǎn)陣外形美觀獨(dú)特，可以制作成具有個(gè)性化的電子小作品。讓學(xué)生獨(dú)立自主、創(chuàng)新出許多新奇產(chǎn)品。

16個(gè)獨(dú)立發(fā)光點(diǎn)，圓點(diǎn)為點(diǎn)陣的最后一個(gè)點(diǎn)，也即第四行第四列。按照?qǐng)A點(diǎn)順時(shí)針計(jì)數(shù)，第一個(gè)獨(dú)立發(fā)光點(diǎn)為第一行第一列，第二個(gè)點(diǎn)為第一行第二列，以此類(lèi)推，到最后一個(gè)圓點(diǎn)結(jié)束。8個(gè)引腳按照從左到右排列。

2 工作原理

單色點(diǎn)陣和雙色點(diǎn)陣的工作原理是相同的。本論文以雙色為例講解：ROV為點(diǎn)陣的行，COL為點(diǎn)陣的列，共8行8列，點(diǎn)陣行接二極管陽(yáng)極，點(diǎn)陣列接二極管陰極。陽(yáng)極接高電平，陰極接低電平，二極管就會(huì)導(dǎo)通發(fā)光，編寫(xiě)程序時(shí)需對(duì)應(yīng)引腳關(guān)系。

3 點(diǎn)陣的運(yùn)用

點(diǎn)陣的學(xué)習(xí)需要循序漸進(jìn)的過(guò)程，作為實(shí)習(xí)教師，應(yīng)該要求學(xué)生從簡(jiǎn)到難進(jìn)行操作，可以按照以下步驟進(jìn)行訓(xùn)練。

3.1 識(shí)別點(diǎn)陣的陽(yáng)極和陰極。

如果學(xué)生在不知點(diǎn)陣管腳如何分配，如何識(shí)別陰極和陽(yáng)極的情況下，可以讓學(xué)生利用單片機(jī)的+5V電源和接地電源進(jìn)線測(cè)試。只要二極管陽(yáng)極和陰極分別接上5V電源和地，二極管發(fā)光，就容易判別陽(yáng)極和陰極，也可推斷出該二極管所處的行列位置，運(yùn)用此方法可以測(cè)試出所有引腳排列。

3.2 單點(diǎn)顯示的運(yùn)用。

實(shí)習(xí)課程主要是鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手，多動(dòng)腦。在應(yīng)用環(huán)節(jié)，可以設(shè)置學(xué)生一些思考題，讓他們獨(dú)立完成作業(yè)，如可以要求學(xué)生利用程序顯示自己學(xué)號(hào)所對(duì)應(yīng)的該點(diǎn)。以雙色點(diǎn)陣為例，某同學(xué)學(xué)號(hào)10，則要求程序只顯示第10個(gè)雙色點(diǎn)，也即第二行第二列。這個(gè)程序很簡(jiǎn)單，只需找到第10個(gè)雙色發(fā)光點(diǎn)所在行列的二極管的陰極和陽(yáng)極，然后利用程序設(shè)置對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極為高電平，對(duì)應(yīng)的陰極為低電平即可。由圖2可知，第二行第二列第10個(gè)雙色二極管的陽(yáng)極對(duì)應(yīng)引腳為23引腳，接到單片機(jī)P1.0引腳上，同時(shí)設(shè)置程序P1.0=1。雙色二極管陰極對(duì)應(yīng)為6、19引腳，接單片機(jī)P1.1、P1.2端口， 設(shè)置程序P1.1=0，P1.2=0，利用程序和接線即可實(shí)現(xiàn)該功能。

3.3 多點(diǎn)顯示的運(yùn)用。

在學(xué)生已掌握單點(diǎn)顯示基礎(chǔ)上，可以要求多點(diǎn)顯示。這樣不僅可以創(chuàng)新出很多顯示圖樣，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生興趣。比如對(duì)于矩形點(diǎn)陣，學(xué)生可以根據(jù)要求多點(diǎn)顯示出自己的學(xué)號(hào)，而不是像第一個(gè)環(huán)節(jié)只顯示單點(diǎn)。對(duì)于圓弧點(diǎn)陣，則是學(xué)生更喜歡的，他們可以根據(jù)喜好設(shè)計(jì)顯示出各種亮點(diǎn)，比如流水點(diǎn)亮，或者跳躍閃亮。如果不加功率放大器，則可以采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，如果增加功率放大器，則可以采用靜態(tài)顯示。

靜態(tài)顯示是指點(diǎn)陣顯示某一數(shù)字或形狀時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。動(dòng)態(tài)顯示的基本原理是利用人眼的“視覺(jué)短暫”效應(yīng)和發(fā)光二極管余暉現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)的。也即每個(gè)獨(dú)立發(fā)光點(diǎn)只顯示很短暫的時(shí)間，由于人眼分辨率較低，在短暫的時(shí)間內(nèi)每獨(dú)立發(fā)光點(diǎn)依次點(diǎn)亮和熄滅，我們會(huì)認(rèn)為是所有點(diǎn)均點(diǎn)亮而靜態(tài)顯示。

對(duì)于初學(xué)者學(xué)生來(lái)說(shuō)，為了減少學(xué)生電路的復(fù)雜性，可以要求學(xué)生利用動(dòng)態(tài)顯示原理顯示出學(xué)號(hào)。比如要求顯示12。首先，需對(duì)每個(gè)點(diǎn)的行列通過(guò)編寫(xiě)程序進(jìn)行引腳定義，接線，然后再編寫(xiě)主程序。程序中，要求每個(gè)點(diǎn)陽(yáng)極接正，陰極接地，短暫顯示，關(guān)閉后再顯示下個(gè)獨(dú)立點(diǎn)，直到所有點(diǎn)按照順序顯示完畢，然后進(jìn)行循環(huán)顯示，也即讓所有燈不停進(jìn)行短暫循環(huán)顯示，利用人眼視覺(jué)原理，就會(huì)看到一個(gè)假象的靜態(tài)12顯示。

4 點(diǎn)陣知識(shí)的擴(kuò)展

學(xué)生掌握一個(gè)點(diǎn)陣知識(shí)后，可以對(duì)點(diǎn)陣知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展。比如要求多個(gè)點(diǎn)陣同時(shí)連用，不但能顯示數(shù)字，還可以顯示字符。不過(guò)多點(diǎn)陣連用需要用功率放大器，比如8個(gè)點(diǎn)陣同時(shí)顯示的電路框圖如下。

5 結(jié)束語(yǔ)

點(diǎn)陣知識(shí)是單片機(jī)理論和實(shí)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，因此需要學(xué)生好好掌握。但是該如何掌握，卻是任課教師需要思考的問(wèn)題。如果只是按照理論教材照本宣科，學(xué)生不僅沒(méi)掌握知識(shí)，反而會(huì)認(rèn)為此課程了無(wú)生趣。如果在課堂中引入實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，或則引入實(shí)物展示，或則模擬軟件，讓學(xué)生自己親自動(dòng)手操作實(shí)現(xiàn)功能，學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做，更能掌握其工作原理。