如何使用Arduino和LED点阵制作一个简单的二进制时钟

风筝

在这个初学者项目中，我们通过搭建LED点阵以及使用Arduino开发板来制作一个二进制时钟。

本篇文章将向您介绍LED多路复用以及如何利用该技术制作LED阵列，可用于许多不同项目。在本例中，我们将制作一个二进制时钟。

所需的硬件

●    BC547 NPN晶体管

●    红色LED指示灯

●    150欧电阻

●    680欧电阻

●    Arduino Uno Rev. 3开发板

●    面包板

如何设置LED多路复用

这是一种用于创建LED点阵的非常简单的技术，其中每个单独的二极管可以被寻址，然后被打开和关闭。您首先必须决定是要构建共阴极还是共阳极点阵。虽然电路略有不同，但两种方法的原理基本相同：

创建LED点阵的电路图。

如您所见，我们正在为该项目构建一个共阴极点阵。因此，LED的阴极连接在一起，然后通过NPN晶体管连接到GND。电阻器R1至R4是LED的限流电阻，R5至R10是晶体管的限流电阻。

如何寻址单个LED

该点阵中的每个二极管都有自己的地址，可以单独打开和关闭。如果您在处理LED时遇到问题，可以将上图中的数组划分为行和列，并为每个数组分配如下名称：

通过将电路分成行和列来寻址矩阵内的每个LED。

要打开LED9，需要在晶体管D的基极提供电压，并将3行连接到电源。您可以通过在当前激活的LED之间快速切换来使其看起来像多个LED。

制作二进制时钟

让我们充分利用LED点阵，然后使用Arduino Uno制作二进制时钟来打开和关闭LED、DS3231和实时时钟模块来保持时间。

首先根据上图搭建LED点阵。它看起来有点乱，但连接LED需要所有跳线：

搭建LED点阵。

因为这是一个简单的LED点阵，它使用Arduino开发板的10个I / O端口。所以一定要使用有足够引脚的。如果要减少必要行数，可以使用二进制到十进制转换。

第1到4行连接到Arduino引脚2到5，6列连接到引脚6到11。您可以在下面看到这些连接。

将LED连接到Arduino。

固件

首先编写一个小测试草图，将点阵中的每个LED依次打开。如果所有LED以正确的顺序点亮，则点阵连接正确。

1. void setup()
   
2. {
   
3.   pinMode(2, OUTPUT);  // 1
   
4.   pinMode(3, OUTPUT);  // 2
   
5.   pinMode(4, OUTPUT);  // 3
   
6.   pinMode(5, OUTPUT);  // 4
   
7.   pinMode(6, OUTPUT);  // A
   
8.   pinMode(7, OUTPUT);  // B
   
9.   pinMode(8, OUTPUT);  // C
   
10.   pinMode(9, OUTPUT);  // D
    
11.   pinMode(10, OUTPUT); // E
    
12.   pinMode(11, OUTPUT); // F
    
13. }
    
14. void loop()
    
15. {
    
16.   for(int i = 6; i < 12; i++)
    
17.   {
    
18.         digitalWrite(i, 1);
    
19.    
    
20.         for(int u = 2; u < 6; u++)
    
21.         {
    
22.               digitalWrite(u, 1);
    
23.               delay(250);
    
24.               digitalWrite(u, 0);
    
25.         }
    
26. 
    
27.         digitalWrite(i, 0);
    
28.   }
    
29. }

复制代码

如上所述，固件连接DS3231 RTC模块接口，然后读取时间。它将值转换为二进制，并将相应的LED切换为ON。

您需要从Github下载用于Arduino IDE的库文件。上传代码后，您的Arduino应显示正确的时间 - 在本例中，时间为21:45:11。

我们完成的二进制时钟

为什么创客使用LED点阵？

LED点阵在许多应用中非常有用，例如这种简单的二进制时钟。重要的是要了解晶体管如何作为开关工作，以及如何单独控制元件阵列中的每个LED。

然而，这种方法远非完美，因为它占用了许多I/O端口，并且同时能打开LED的数量有限制。但它很容易理解和搭建。

如果你想减少必要的I / O行数，你可以尝试使用BCD解码器，如CD4028B（PDF），你可以看看其他技术，如Charlieplexing，或者你可以使用一个完全不同的方法（例如，可寻址的LED灯条）。

时空扭曲

我只看到测试LED的代码　　没有看见时钟代码呢　　　然后DS３２３１模块也没有连接进去的电路图　　　　如能解答　　万分感激　　一直在找二进制时钟制作教程