物联网AI MicroPython传感器学习 之 GC7219点阵屏驱动模块

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一、产品简介

LED-8 * 32点阵屏显示板由 4 块单色 8x8 共阴红色点阵单元组成，通过 SPI 菊花链模式将多块显示屏连接后可以组成更大的分辨率显示屏幕，任意组合分辨率。可用于简单仪表显示、LED显示屏、万年历、数字钟、温度计、计数器、电压表等显示使用。

引脚定义：

• VCC：接电源正极（3.3-5V）
• GND：接电源负极
• DIN：SPI MOSI信号
• CS：SPI 片选信号
• CLK：SPI 时钟信号

二、技术参数

• 采用常规SPI通讯，支持 16 级亮度调节
• 支持命令模式和数据模式
• 支持 SPI 的链接模式，扩展多级 LED 屏幕
• 工作电压：2.4-5.5V
• 工作电流：低亮度30mA，高亮度300mA（5V电压时）
• 尺寸：15.2 x 3.8 厘米

三、软件接口

GC7219(spiObj, CS) - 创建 GC7219 驱动对象

• 函数原型：

gc7219Obj = GC7219(spiObj ,CS)

• 参数说明：

参数	类型	必选参数？	说明
spiObj	SPI	是	传入SPI对象
CS	GPIO	是	传入片选信号 CS 对象

• 返回值：
  GC7219 对象成功，返回 GC7219 对象；GC7219 对象创建失败，抛出 Exception
• 示例代码：

from machine import SPI, Pin
import gc7219# 初始化 SPI
spiObj = SPI(2, baudrate=2000000, sck=Pin(18), mosi=Pin(23), miso=Pin(19))
# 初始化片选
csObj = Pin(21, Pin.OUT)
# 创建 GC7219 驱动
gc7219Obj = gc7219.GC7219(spiObj, csObj)
print("GC7219 inited!")

• 输出：

GC7219 inited!

flush() - 将驱动的 bitmap 数据刷到 LED 点阵屏幕上

• 函数功能：
  将 bitmap 切割成每块8x8 LED 点阵屏数据，并通过 SPI DIN 口将数据刷到 LED 点阵屏幕上
• 函数原型：

gc7219Obj.flush()

• 参数说明：
  无
• 返回值：
  无
• 示例：

from machine import SPI, Pin
import gc7219# 初始化 SPI
spiObj = SPI(2, baudrate=2000000, sck=Pin(18), mosi=Pin(23), miso=Pin(19))
# 初始化片选
csObj = Pin(21, Pin.OUT)
# 创建 GC7219 驱动
gc7219Obj = gc7219.GC7219(spiObj, csObj)
print("GC7219 inited!")# 准备 bitmap 点阵屏数据
# 一共 32x8 宽高的 bitmap，设置第一块 0 0、第二块1 1、第三块2 2、第四块3 3点亮
gc7219Obj.bitmap.setPixel(0, 0, True)
gc7219Obj.bitmap.setPixel(8+1, 1, True)
gc7219Obj.bitmap.setPixel(16+2, 2, True)
gc7219Obj.bitmap.setPixel(24+3, 3, True)
# 将 bitmap 刷新到 LED 屏幕上
gc7219Obj.flush()
print("drv.bitmap flush done")

• 输出：

GC7219 inited 
drv.bitmap flush done

四、接口案例

• 代码：

# Python代码
from machine import SPI, Pin
import gc7219# 初始化 SPI
spiObj = SPI(2, baudrate=2000000, sck=Pin(18), mosi=Pin(23), miso=Pin(19))
# 初始化片选
csObj = Pin(21, Pin.OUT)
# 创建 GC7219 驱动
gc7219Obj = gc7219.GC7219(spiObj, csObj)
print("GC7219 inited!")
# 一共 32x8 宽高的 bitmap，设置第一块 0 0、第二块1 1、第三块2 2、第四块3 3点亮
gc7219Obj.bitmap.setPixel(0, 0, True)
gc7219Obj.bitmap.setPixel(8+1, 1, True)
gc7219Obj.bitmap.setPixel(16+2, 2, True)
gc7219Obj.bitmap.setPixel(24+3, 3, True)
# 将 bitmap 刷新到 LED 屏幕上
gc7219Obj.flush()
print("drv.bitmap flush done")

• 输出：

...
GC7219 inited!
drv.bitmap flush done
...

五、通信协议

主控芯片与LED点阵屏之间使用 SPI 通讯，多块8x8点阵屏使用菊花链模式链接，即通过 SPI 主从串联方式，将一组数据刷新到所有点阵屏上。

六、工作原理

LED 控制芯片采用 GC7219，内部拥有 8x8 RAM 存储 64 个 LED 的点亮状态。
MCU 与从设备传输数据时，首先将 CS 片选信号置为低电平，随后通过 MOSI 传输数据存储到从设备的移位寄存器中，当 CS 信号从低电平设置为高电平时，从设备在上升沿将数据锁存，数据生效。

参考文献及购买链接

[1] GC7219 Datasheet参考资料
[2] GC7219购买链接