我们创建了一系列Raspberry Pi教程，其中涵盖了Raspberry Pi与LED，LCD，按钮，DC电动机，伺服电动机，步进电动机，ADC，移位寄存器等所有基本组件的接口。 为初学者发布了一些 简单的Raspberry Pi项目，以及一些出色的IoT项目。今天，在继续这些教程的同时，我们将学习Raspberry Pi的Control 8x8 LED Matrix Module。我们将编写一个python程序以在matrix模块上显示字符。
还要检查与Arduino接口的8x8 LED矩阵和与AVR Microcontorller的LED矩阵。
所需组件：
在这里，我们使用 带有Raspbian Jessie OS的Raspberry Pi 2 ModelB。前面已经讨论了所有基本的硬件和软件要求，您可以在Raspberry Pi简介和Raspberry PI LED闪烁中查找它，以开始使用，而我们还不需要：
- 树莓派板
- 电源（5v）
- 1000uF电容器（跨电源连接）
- 1KΩ电阻器（8个）
8x8 LED矩阵模块：
8×8 LED矩阵模块包含以矩阵形式排列的64个LED（发光二极管），因此名称为LED矩阵。这些紧凑的模块具有不同的尺寸和多种颜色。可以方便地选择它们。模块的PIN配置如图所示。请记住，模块的引脚排列不正确，因此PIN的编号应完全与图片中所示的编号相同，以免出现错误。
LED矩阵模块中有8 + 8 = 16个公共端子。在它们的上方，我们有8个公共正极端子和8个公共负极端子（以8行8列的形式），用于以矩阵形式连接64个LED。如果以电路图的形式绘制模块，我们将获得如下图所示：
因此，对于8行，我们有8个公共正极端子（9、14、8、12、17、2、5）。考虑第一行，从D1到D8的LED具有公共正极端子，并且该引脚从LED矩阵模块的PIN9引出。当我们希望一行中的一个或所有LED点亮时，LED模块的相应引脚应采用+ 3.3v供电。
类似于公共正极端子，我们有8个公共负极端子作为列（13、3、4、10、6、11、15、16）。为了使任何列中的任何LED接地，需要将各自的公共负极端子接地。
电路说明：
下表显示了Raspberry Pi与LED矩阵模块之间的连接。
|
LED矩阵模块引脚号 |
功能 |
Raspberry Pi GPIO引脚号 |
|
13 |
正面0 |
GPIO12 |
|
3 |
正面1 |
GPIO22 |
|
4 |
积极2 |
GPIO27 |
|
10 |
积极3 |
GPIO25 |
|
6 |
正面4 |
GPIO17 |
|
11 |
正面5 |
GPIO24 |
|
15 |
正面6 |
GPIO23 |
|
16 |
积极7 |
GPIO18 |
|
9 |
负0 |
GPIO21 |
|
14 |
负1 |
GPIO20 |
|
8 |
负2 |
GPIO26 |
|
12 |
负3 |
GPIO16 |
|
1个 |
负4 |
GPIO19 |
|
7 |
负5 |
GPIO13 |
|
2 |
负6 |
GPIO6 |
|
5 |
负7 |
GPIO5 |
这是将8x8 LED矩阵与Raspberry Pi接口的最终电路图：
工作说明：
在这里，我们将使用多路复用技术在8x8 LED矩阵模块上显示字符。因此，让我们详细讨论这种多路复用。假设如果要打开矩阵中的LED D10，则需要给模块的PIN14供电，并将模块的PIN3接地。有了这个LED，D10将如下图所示点亮。还应该首先检查它，以便MATRIX知道一切正常。
现在，假设我们要打开D1，需要给矩阵的PIN9供电并将PIN13接地。这样，LED D1将发光。下图显示了这种情况下的电流方向。
现在，对于棘手的部分，考虑我们要同时打开D1和D10。因此，我们应该同时给PIN9，PIN14和PIN13，PIN3都接地。这将打开LED D1和D10，但与此同时还将打开LED D2和D9。这是因为它们共享公用端子。因此，如果我们想沿对角线方向打开LED，我们将被迫沿途打开所有LED。如下图所示：
为了避免这个问题，我们使用一种称为Multiplexing的技术 。我们还在将8x8 LED矩阵与AVR接口时讨论了这种复用技术，在此我们再次进行说明。Arduino和AVR微控制器在8x8 LED矩阵上的滚动文本中也使用了相同的多路复用技术。
人眼无法捕获超过30 HZ的频率。也就是说，如果LED以30HZ或更高的频率连续打开和关闭。眼睛看到LED持续亮着。但是，事实并非如此，LED实际上会不断地打开和关闭。此技术称为 多路复用。
举例来说，我们只想打开LED D1和LED D10，而不打开D2和D9。诀窍是，我们将首先使用PIN 9和PIN 13仅向LED D1供电，并等待1mSEC，然后将其关闭。然后，我们将使用PIN 14和3为LED D10供电，并等待1mSEC，然后将其关闭。该周期以高频率连续进行，D1和D10将迅速打开和关闭，并且两个LED在我们眼中似乎都一直在打开。意味着我们一次只为一排（LED）供电，消除了打开其他排中其他LED的机会。我们将使用这种技术来显示所有字符。
我们可以通过一个示例进一步了解它，例如是否要在矩阵上显示“ A”，如下所示：
如前所述，我们将立即打开一行，
在t = 0m SEC时，此时PIN09设置为高电平（此时其他ROW引脚为低电平），PIN3，PIN4，PIN10，PIN6，PIN11，PIN15接地（此时其他COLUMN引脚为高电平）
在t = 1m SEC时，此时PIN14设置为HIGH（此时其他ROW引脚为LOW），PIN13，PIN3，PIN4，PIN10，PIN6，PIN11，PIN15，PIN16接地（其他COLUMN引脚此时为HIGH）。 ）
在t = 2m SEC时，此时PIN08设置为高（此时其他ROW引脚为LOW），PIN13，PIN3，PIN15，PIN16接地（此时其他COLUMN引脚为HIGH）。
在t = 3m SEC时，此时PIN12设置为HIGH（此时其他ROW引脚为LOW），PIN13，PIN3，PIN15，PIN16接地（此时其他COLUMN引脚为HIGH）。
在t = 4m SEC时，此时PIN01设置为高电平（此时其他ROW引脚为低电平），PIN13，PIN3，PIN4，PIN10，PIN6，PIN11，PIN15，PIN16接地（其他COLUMN引脚此时为高电平） ）
在t = 5m SEC时，此时PIN07设置为高电平（此时其他ROW引脚为低电平），PIN13，PIN3，PIN4，PIN10，PIN6，PIN11，PIN15，PIN16接地（其他COLUMN引脚此时为高电平） ）
在t = 6m SEC时，此时PIN02设置为高（此时其他ROW引脚为LOW），PIN13，PIN3，PIN15，PIN16接地（此时其他COLUMN引脚为HIGH）。
在t = 7m SEC时，此时PIN05设置为高电平（此时其他ROW引脚为低电平），PIN13，PIN3，PIN15，PIN16接地（此时其他COLUMN引脚为高电平）
以这种速度，显示将被视为连续显示“ A”字符，如图所示。
下面给出了使用Raspberry Pi在LED矩阵上显示字符的Python程序。通过注释可以很好地解释程序。程序中给出了每个字符的端口值。您只需更改给定程序中“ for循环”中的 “ pinp” 值即可显示所需的任何字符。还要查看下面的演示视频。