知识小科普，怎么用单片机控制N个LED点阵，有更好的方法评论区见

走在大街上，这种LED点阵屏随处可见，这东西本质上就是一个个的LED灯在发光，一块LED点阵屏少说也得有几千个LED灯。然后我就很疑惑，它是如何控制这么多LED灯呢？

为了消除我的疑惑，我亲自拆了一块广告屏，广告屏是由很多个重复的单元构成的，所以我们弄懂了这一个单元，就知道它整个广告屏是怎么控制的了。这些芯片都是74HC595，为什么需要这么多595呢？

比如我们要控制一个LED灯，只需要一个微控制器的引脚就可以了，要控制8个LED灯，需要8个微控制器引脚，但是为控制器引脚很宝贵，八个引脚都拿去控制LED灯太浪费资源了，所以这时候595我就派上了用场了，在微控制器和LED灯之间加一个595，这样只需要控制器的3个引角就可以了。

595本质上就是移位寄存器，它属于数字电路的范畴，这是它的内部原理，非常简单，在这里不再讲述，我们只需要知道怎么用它就好了。有了它只需要3个微控制器的数据引脚就可以了。

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比如我们给它发送一串数据，它就能让这一串数据并行输出给它，输入的前四个是高电平，后四个是低电平，则它输出的状态它的作用就是串进并出，关于595，我们需要知道这些引脚的作用，发送给595的这八个串行数据也是有讲究的，首先需要给SCK引脚低电平，然后给SER输出我们要发送的数据。

比如发低电平，最后再给SCK高电平，在SCK由低变高的一瞬间，也就是在时钟的上升沿，我们的数据就能发送给595，其余的7个数据也是这么发出去的，虽然我们发送了八个数据，但它的输出还没有变化，这时候RCK就派上用场了。

最开始RCK也是低电平，当我们把这8个数据发送完成之后，需要给RCK高电平，这样595芯片就会把8个串行数据并行输出，如果我们想控制前四个引脚高电平，后四个低电平，就需要按照时序给它的数据的前四个高电平，后四个低电平，它就能控制这八个引脚的输出状态。

那如果是控制16个灯呢？很简单，两个595就可以。那是不是得需要六个微控制器引脚呢？六个引脚肯定可以，但还是浪费引脚。所以我们可以这么做，把595的两个时钟都连在一块儿，再接到微控制器上，让微控制器同时控制这两个595。

此时只需要四个引脚，QH是它的串行输出引脚，比如我们发送八个串行数据，QH是没有输出的，当我们发送第9个数据的时候，QH就会输出之前的第1个数据，此后我们再多发送一个QH里面就会被挤出来一个，它是按发送的先后顺序被挤出来的。把第一个595的QH接到第2个串行输入引脚，这样我们只需要3个引脚就可以了。

这样我们一次性给它发送16个数据，前8个数据被挤到第1个595里面，后8个数据在这个595里面，然后给RCK高电平，这两个芯片就能把16个数据并行输出。如果是64个LED灯，那得需要8个595，此时需要给这个595连续发送64个数据，但这样有点浪费595芯片。

所以可以使用LED点阵，你看它内部是这样连接的，每一行的LED灯阴极连在一块儿，每一列的LED阳极连在一块儿，这种LED点阵式逐行扫描来点亮的，不能同时控制，比如要控制第一行的第八个LED，那就需要给它的阴极低电平，给其它行的阴极高电平，然后我们想让这一行里面的哪个亮，就需要给它这一列高电平。

第一行完成之后，再操作第二行，一行一行地点亮，虽然是逐行点亮的，但是由于人眼的视觉暂留，对人的眼睛而言，就好像这些LED是在一起发光，虽然人眼看不出破绽，但如果用手机拍摄就能看出破绽，这样只需要两块595和3个引脚就能控制64个LED灯。

4个这样的点阵屏就是256个LED灯，此时也才需要4块595，16个点阵屏是1024个LED灯，此时需要8块595就可以，那是不是可以无限的增加LED点阵屏的数量呢？当然不行，因为是逐行扫描的，行数不能太多，32行就差不多了，行数再多的话，人也会看出频闪。

正当我满心欢喜的以为我搞懂广告屏的时候，新的疑惑又来了，因为我拆的这个点阵屏是512个LED灯构成的，可以看作是8个LED点阵屏，按照之前的推理，它应该需要6块595就够了，但是它里面有16块595，这又是怎么一回事呢？

为了搞清楚这个问题，我亲自测试了它的LED灯的连接方式，发现每4个LED灯阳极都是连在一块儿的，它们的阴极都连在一块儿。595和LED灯是这样连接的，每一块595控制32个LED灯珠，不需要动态扫描，所以晚上我们拍广告屏可以拍到全部，而如果是动态扫描的话，我们只能拍到一半或者更少。

它可以控制的最少像素就是4个LED灯，所以控制这32个LED灯和我们之前控制了8个LED是没有什么区别的，只是它的每四个LED是并联的，虽然是数量多，但是控制方式是一模一样的。为什么它的最小控制单位是4个LED灯呢？

我想应该是这种广告牌显示的比较简单，不需要显示复杂的图案，一般都是文字什么的，文字笔画的宽度就是四个LED灯一块儿亮，而不需要精准到每一个LED灯，再说一下我拆的这一块屏，我们可以把它划分为16个区域，每一个区域都是一块595在控制，因为不需要动态扫描，所以没有频闪，显示的效果也会更稳定。当然在控制上只需要3个微控制引脚就可以，这就是LED点阵屏的显示原理。

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