Arduino 8x8 LED 矩陣顯示器專案#

硬體材料#

• Arduino Uno R3 × 1
• 8x8 LED 矩陣模組（MAX7219） × 1
• 杜邦線 × 若干
• 麵包板 × 1
• 電源供應器（可選）

軟體工具#

• Arduino IDE
• LedControl 函式庫

接線圖#

Arduino Uno    →    MAX7219 LED 矩陣
VCC           →    VCC (5V)
GND           →    GND
Pin 12        →    DIN (數據輸入)
Pin 11        →    CS (片選)
Pin 10        →    CLK (時鐘)

連接步驟#

1. 電源連接：將 LED 矩陣的 VCC 連接到 Arduino 的 5V，GND 連接到 GND
2. 數據連接：按照上面的對應關係連接數據線
3. 檢查連接：確保所有連接牢固，避免接觸不良

安裝函式庫#

首先在 Arduino IDE 中安裝 LedControl 函式庫：

工具 → 管理函式庫 → 搜尋 "LedControl" → 安裝

基礎程式碼#

#include "LedControl.h"

// 初始化 LED 矩陣控制器
// Pin 12 -> DIN, Pin 11 -> CS, Pin 10 -> CLK, 1個矩陣
LedControl lc = LedControl(12, 11, 10, 1);

void setup() {
  // 喚醒 MAX7219
  lc.shutdown(0, false);
  // 設定亮度 (0-15)
  lc.setIntensity(0, 8);
  // 清除顯示
  lc.clearDisplay(0);
}

void loop() {
  // 顯示笑臉
  showSmiley();
  delay(2000);
  
  // 顯示數字
  showNumber(8);
  delay(2000);
  
  // 清除顯示
  lc.clearDisplay(0);
  delay(1000);
}

void showSmiley() {
  byte smiley[8] = {
    B00111100,
    B01000010,
    B10100101,
    B10000001,
    B10100101,
    B10011001,
    B01000010,
    B00111100
  };
  
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    lc.setRow(0, i, smiley[i]);
  }
}

void showNumber(int num) {
  // 數字 8 的點陣圖
  byte eight[8] = {
    B00111100,
    B01100110,
    B01100110,
    B00111100,
    B01100110,
    B01100110,
    B01100110,
    B00111100
  };
  
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    lc.setRow(0, i, eight[i]);
  }
}

進階功能：滾動文字#

void scrollText(String text) {
  for (int scroll = 0; scroll < text.length() * 8; scroll++) {
    lc.clearDisplay(0);
    
    // 這裡需要實作字母的點陣圖
    // 每個字母用 8x8 的二進位表示
    
    delay(100);
  }
}

遇到的問題#

1. 接線錯誤：一開始 DIN 和 CLK 接反了，導致顯示異常
2. 電源不足：使用 USB 供電時，亮度太高會導致電壓不穩
3. 程式邏輯：二進位點陣圖的設計需要一些想像力

解決方案#

1. 仔細檢查接線：多次確認接線圖，使用萬用電表測試
2. 調整亮度：降低 LED 亮度設定，或使用外部電源
3. 使用工具：網路上有很多點陣圖生成器可以幫助設計

可以添加的功能#

• 時鐘顯示：結合 RTC 模組顯示時間
• 溫度顯示：加入溫度感測器
• 遊戲功能：製作貪食蛇或俄羅斯方塊
• 音樂視覺化：配合音樂節拍閃爍

硬體升級#

• 使用多個 8x8 矩陣拼接成更大的顯示器
• 加入按鈕控制不同模式
• 使用 ESP32 添加 WiFi 功能