# プロジェクト 9 8*16 LED ボード **説明** ![](media/image-20250908165452592.png) ロボットに 8\*16 LED ボードを追加すると、素晴らしい効果が得られます。Keyestudio の 8\*16 ドットマトリックスはこの要件を満たすことができます。これを使用することで、顔の絵文字、パターン、またはその他の興味深いディスプレイを自分で作成できます。この 8\*16 LED ライトボードには 128 個の LED が搭載されています。マイクロプロセッサ (Arduino) のデータは 2 線バスインターフェースを通じて AiP1640 と通信し、モジュール上の 128 個の LED を制御して、ドットマトリックスに必要なパターンを生成します。配線を簡単にするために、HX-2.54 4Pin 配線が提供されています。 **仕様** - 動作電圧: DC 3.3-5V - 消費電力: 400mW - 発振周波数: 450KHz - 駆動電流: 200mA - 動作温度: -40\~80℃ - 通信方式: 2 線バス **コンポーネント** ![](media/image-20250908165719665.png) **8*16 ドットマトリックスディスプレイ** 回路図 ![](media/image-20250908165746529.png) **8\*16 ドットマトリックスの原理:** 8\*16 ドットマトリックスの各 LED ライトを制御するにはどうすればよいでしょうか？1 バイトは 8 ビットを持ち、各ビットは 0 または 1 です。ビットが 0 の場合は LED をオフにし、ビットが 1 の場合は LED をオンにします。したがって、1 バイトはドットマトリックスの 1 行の LED を制御でき、16 バイトは 16 列の LED ライトを制御できます。つまり、8\*16 ドットマトリックスです。 **インターフェース説明と通信プロトコル:** マイクロプロセッサ (Arduino) のデータは 2 線バスインターフェースを通じて AiP1640 と通信します。 通信プロトコル図は以下の通りです: (SCLK) は SCL、(DIN) は SDA です: ![](media/image-20250908165823763.png) ①データ入力の開始条件: SCL がハイレベルで、SDA がハイからロー に変わります。 ②データコマンド設定の場合、以下の図に示すような方法があります: サンプルプログラムでは、**アドレスに 1 を自動的に追加する**方法を選択し、バイナリ値は 0100 0000 で、対応する 16 進値は 0x40 です。 ![](media/image-20250908165925549.png) ③アドレスコマンド設定の場合、以下に示すようにアドレスを選択できます。 サンプルプログラムでは最初の 00H を選択し、バイナリ数 1100 0000 は 16 進数 0xc0 に対応します。 ![](media/image-20250908165938702.png) ④データ入力の要件は、データ入力時に SCL がハイレベルであり、SDA 上の信号は変わらないままである必要があります。SCL 上のクロック信号がロー レベルの場合のみ、SDA 上の信号を変更できます。データ入力は下位ビットが最初で、上位ビットが後です。 ⑤データ伝送を終了する条件は、SCL がロー の場合 SDA がロー で、SCL がハイ の場合 SDA レベルもハイ になることです。 ⑥ディスプレイ制御、異なるパルス幅を設定します。パルス幅は以下に示すように選択できます。 この例では、パルス幅 4/16 を選択し、16 進数は 1000 1010 で 0x8A に対応します。 ![](media/image-20250908170005446.png) 4\. モジュラスツール紹介 ドットマトリックスモジュラスツールのオンライン版: [http://dotmatrixtool.com/#](http://dotmatrixtool.com/#) ①リンクを開いて以下のページに入ります。 ![](media/image-20250908170027144.png) ②このプロジェクトのドットマトリックスは 8\*16 なので、高さを 8、幅を 16 に設定します。以下に示すとおりです。 ![](media/image-20250908170040925.png) ③パターンから 16 進数データを生成します 以下に示すように、左マウスボタンを押して選択し、右ボタンでキャンセルし、必要なパターンを描き、**Generate** をクリックすると、必要な 16 進数データが生成されます。 ![](media/image-20250908170144895.png) **接続図** ![](media/image-20250908170158402.png) 配線注意: 8x16 LED パネルの GND、VCC、SDA、SCL は、それぞれ keyestudio センサー拡張ボードの -(GND)、+ (VCC)、A4、A5 に接続され、2 線シリアル通信を行います。(注: このピンは Arduino IIC に接続されていますが、このモジュールは IIC 通信ではありません。任意の 2 つのピンで接続できます。) **テストコード** スマイルフェイスを表示するコードです。 ```c /* keyestudio Mini Tank Robot V2.1 lesson 9.1 Matrix face http://www.keyestudio.com */ // モジュラスツールからのスマイリーフェイスのデータ unsigned char smile[] = {0x00, 0x00, 0x1c, 0x02, 0x02, 0x02, 0x5c, 0x40, 0x40, 0x5c, 0x02, 0x02, 0x02, 0x1c, 0x00, 0x00}; #define SCL_Pin A5 // クロックピンを A5 に設定 #define SDA_Pin A4 // データピンを A4 に設定 void setup() { // ピンを出力に設定 pinMode(SCL_Pin,OUTPUT); pinMode(SDA_Pin,OUTPUT); // ディスプレイをクリア // matrix_display(clear); } void loop() { matrix_display(smile); // スマイルフェイスを表示 } // ドットマトリックスディスプレイの関数 void matrix_display(unsigned char matrix_value[]) { IIC_start(); // データ伝送開始条件の関数を使用 IIC_send(0xc0); // アドレスを選択 for(int i = 0;i < 16;i++) // パターンデータは 16 ビット { IIC_send(matrix_value[i]); // パターンデータを送信 } IIC_end(); // パターンデータの伝送を終了 IIC_start(); IIC_send(0x8A); // ディスプレイ制御、パルス幅を 4/16 に設定 IIC_end(); } // データ伝送を開始する条件 void IIC_start() { digitalWrite(SCL_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,LOW); delayMicroseconds(3); } // データを送信 void IIC_send(unsigned char send_data) { for(char i = 0;i < 8;i++) // 各バイトは 8 ビット { digitalWrite(SCL_Pin,LOW); // クロックピン SCL_Pin をプルダウンして SDA の信号を変更 delayMicroseconds(3); if(send_data & 0x01) // 各ビットの 1 または 0 に応じて SDA_Pin のハイ・ロー レベルを設定 { digitalWrite(SDA_Pin,HIGH); } else { digitalWrite(SDA_Pin,LOW); } delayMicroseconds(3); digitalWrite(SCL_Pin,HIGH); // クロックピン SCL_Pin をプルアップして伝送を停止 delayMicroseconds(3); send_data = send_data >> 1; // ビットごとに検出し、データを右に 1 ビットシフト } } // データ伝送を終了する標識 void IIC_end() { digitalWrite(SCL_Pin,LOW); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,LOW); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SCL_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3); } //****************************************************** ``` **テスト結果** 接続図に従って配線します。DIP スイッチを右端に切り替えて電源を入れると、ドットマトリックスにスマイルフェイスが表示されます。 ![](media/image-20250908170421220.png) **拡張練習** モジュロツール ([http://dotmatrixtool.com/#](http://dotmatrixtool.com/#)) を使用して、ドットマトリックスが前進、停止パターンを交互に表示し、パターンをクリアし、時間間隔は 2000 ミリ秒です。 ![](media/image-20250908170445861.png) ![](media/image-20250908170452897.png) ![](media/image-20250908170459213.png) モジュラスツールを使用して表示するグラフィックコードを取得します。 **スタート:** 0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01 **前進:** 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x24,0x12,0x09,0x12,0x24,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 **後退:** 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x24,0x48,0x90,0x48,0x24,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 **左回転:** 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x44,0x28,0x10,0x44,0x28,0x10,0x44,0x28,0x10,0x00 **右回転:** 0x00,0x10,0x28,0x44,0x10,0x28,0x44,0x10,0x28,0x44,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 **停止:** 0x2E,0x2A,0x3A,0x00,0x02,0x3E,0x02,0x00,0x3E,0x22,0x3E,0x00,0x3E,0x0A,0x0E,0x00 **表示をクリアするコード**: 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 複数のパターンがシフトするコード: ```c /* keyestudio Mini Tank Robot V2.1 lesson 9.2 Matrix loop http://www.keyestudio.com */ // 配列、パターンのデータを保存するために使用、自分で計算するか、モジュラスツールから取得できます unsigned char start01[] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01}; unsigned char front[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x24,0x12,0x09,0x12,0x24,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; unsigned char back[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x24,0x48,0x90,0x48,0x24,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; unsigned char left[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x44,0x28,0x10,0x44,0x28,0x10,0x44,0x28,0x10,0x00}; unsigned char right[] = {0x00,0x10,0x28,0x44,0x10,0x28,0x44,0x10,0x28,0x44,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; unsigned char STOP01[] = {0x2E,0x2A,0x3A,0x00,0x02,0x3E,0x02,0x00,0x3E,0x22,0x3E,0x00,0x3E,0x0A,0x0E,0x00}; unsigned char clear[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; #define SCL_Pin A5 // クロックピンを A5 に設定 #define SDA_Pin A4 // データピンを A4 に設定 void setup(){ // ピンを出力に設定 pinMode(SCL_Pin,OUTPUT); pinMode(SDA_Pin,OUTPUT); // ディスプレイをクリア matrix_display(clear); } void loop(){ matrix_display(start01); // スタートパターンを表示 delay(2000); matrix_display(front); // 前進パターン delay(2000); matrix_display(STOP01); // 停止パターン delay(2000); matrix_display(clear); // ディスプレイをクリア delay(2000); } // この関数はドットマトリックスの表示に使用されます void matrix_display(unsigned char matrix_value[]) { IIC_start(); // データ伝送開始の関数を呼び出す IIC_send(0xc0); // アドレスを選択 for(int i = 0;i < 16;i++) // パターンデータは 16 ビット { IIC_send(matrix_value[i]); // パターンを送信するデータ } IIC_end(); // パターンデータの伝送を終了 IIC_start(); IIC_send(0x8A); // ディスプレイ制御、パルス幅を 4/16 に設定 IIC_end(); } // データ伝送を開始する条件 void IIC_start() { digitalWrite(SCL_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,LOW); delayMicroseconds(3); } // データを送信 void IIC_send(unsigned char send_data) { for(char i = 0;i < 8;i++) // 各バイトは 8 ビット { digitalWrite(SCL_Pin,LOW); // クロックピン SCL をプルダウンして SDA の信号を変更 delayMicroseconds(3); if(send_data & 0x01) // 各ビットの 1 または 0 に応じて SDA_Pin のハイ・ロー レベルを設定 { digitalWrite(SDA_Pin,HIGH); } else { digitalWrite(SDA_Pin,LOW); } delayMicroseconds(3); digitalWrite(SCL_Pin,HIGH); // クロックピン SCL_Pin をプルアップしてデータ伝送を停止 delayMicroseconds(3); send_data = send_data >> 1; // ビットごとに検出し、データを右に 1 ビットシフト }} // データ伝送が終了する標識 void IIC_end() { digitalWrite(SCL_Pin,LOW); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,LOW); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SCL_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin,HIGH); delayMicroseconds(3);} //***************************************************** ``` 開発ボードにコードをアップロードすると、8\*16 ドットマトリックスが前進、後退、停止パターンを交互に表示します。 ![](media/image-20250908170902116.png) ![](media/image-20250908170913925.png) ![](media/image-20250908170921862.png)