## 实验二十四 HT16K33_8X8点阵模块
### 🌟 项目简介
你有没有想过：只用2个引脚，就能控制64个LED灯？这听起来像魔法，但HT16K33点阵模块就把它变成了现实！
本课我们将使用一块小巧的8×8红色点阵屏（共64颗LED），通过I²C通信协议，让Raspberry Pi Pico轻松驱动它——不仅能显示单个字母（如A、B、C），还能滚动显示“Hello World”！整个过程只需连接2根信号线（SCL和SDA），再也不用为“IO口不够用”发愁啦！
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### ⚙️ 工作原理（小朋友也能懂！）
想象点阵是一张8行×8列的小方格纸，每个格子就是一个LED灯。要让某个灯亮起来，就像“按坐标找人”：
✅ 给它所在的**行**通电（高电平）
✅ 给它所在的**列**接地（低电平）
→ 这个交叉点的LED就亮啦！
但如果直接用Pico的GPIO一个个控制，需要8+8=16个引脚……太浪费啦！
💡 所以我们请来“小助手”——**HT16K33芯片**！它内置了驱动电路和内存，Pico只要通过**I²C总线（仅需SCL时钟线 + SDA数据线）** 发送几条指令，HT16K33就会自动帮我们点亮对应位置的灯。
👉 就像你发微信给朋友：“请把第3行第5列的灯打开”，TA立刻照做——不用你动手接线！
> 🔍 小知识：I²C是一种“两线制”的通信方式，是电子世界里最常用的“对话语言”之一，很多传感器、屏幕都用它哦！
有些模块上自带3个拨码开关，可以让你随意拨动开关，这是用来设置I2C通信地址的。设置方法如下表格。我们的这个模块中，模块已经固定了通信地址，A0，A1，A2全部接地，即地址为0x70.
| A0（1） | A1（2） | A2（3） | A0（1） | A1（2） | A2（3） | A0（1） | A1（2） | A2（3） |
|----------|----------|----------|----------|----------|----------|----------|----------|----------|
| 0（OFF） | 0（OFF） | 0（OFF） | 1（ON） | 0（OFF） | 0（OFF） | 0（OFF） | 1（ON） | 0（OFF） |
| OX70 | OX71 | OX72 | | | | | | |
| A0（1） | A1（2） | A2（3） | A0（1） | A1（2） | A2（3） | A0（1） | A1（2） | A2（3） |
| 1（ON） | 1（ON） | 0（OFF） | 0（OFF） | 0（OFF） | 1（ON） | 1（ON） | 0（OFF） | 1（ON） |
| OX73 | OX74 | OX75 | | | | | | |
| A0（1） | A1（2） | A2（3） | A0（1） | A1（2） | A2（3） | | | |
| 0（OFF） | 1（ON） | 1（ON） | 1（ON） | 1（ON） | 1（ON） | | | |
| OX76 | OX77 | | | | | | | |
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### 🧰 所需材料
|  |  |  |  |  |
|--------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------|
| Raspberry Pi Pico板 ×1 | Raspberry Pi Pico扩展板 ×1 | Keyes DIY积木 HT16K33_8X8点阵模块 ×1 | 防反插4Pin杜邦线（母对母）×4 | Micro USB数据线 ×1 |
> ✅ 温馨提示：点阵模块背面有清晰丝印标注——
> **VCC → 接5V或3.3V（本模块兼容）**
> **GND → 接GND**
> **SCL → 接Pico GP21（默认I²C0时钟）**
> **SDA → 接Pico GP20（默认I²C0数据）**
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### 🔌 接线图
📌 **接线口诀（记住了就不会错！）**
> “红对红（VCC），黑对黑（GND），
> 时钟接21（SCL→GP21），数据接20（SDA→GP20）”
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### 💻 示例代码（MicroPython版）
```python
# Keyes Starter Kit for Raspberry Pi Pico
# 课程24：HT16K33 8×8点阵模块
# 作者：Keyes创客教育团队
import machine
import time
import matrix_fonts
from ht16k33_matrix import ht16k33_matrix
#I²C配置（使用Pico默认I²C0：GP20=SDA，GP21=SCL）
clock_pin = 21 # SCL引脚号
data_pin = 20 # SDA引脚号
i2c_bus = 0 # 使用I²C总线0
i2c_addr = 0x70 # 模块I²C地址（A0/A1/A2全接地）
#检查I²C设备是否连接成功
def scan_i2c():
i2c = machine.I2C(i2c_bus, sda=machine.Pin(data_pin), scl=machine.Pin(clock_pin))
devices = i2c.scan()
if devices:
print("找到I²C设备，地址为：")
for addr in devices:
print(" →", hex(addr))
else:
print("未检测到I²C设备，请检查接线！")
scan_i2c() # 运行检测
# 初始化点阵屏
matrix = ht16k33_matrix(data_pin, clock_pin, i2c_bus, i2c_addr)
# 显示单个字符（传入字模数组即可）
def show_letter(letter):
if letter in matrix_fonts.textFont1:
matrix.show_char(matrix_fonts.textFont1[letter])
else:
print(f"字符 '{letter}' 暂不支持，请使用 A-Z 或数字")
# 滚动显示文字（支持任意字符串）
def scroll_text(font, text="Hello World", delay=0.05):
# 前后加空格，让文字自然滑入滑出
padded_text = " " + text + " "
length = len(padded_text)
for i in range(length - 1):
# 取当前字符和下一个字符的字模
left_char = font[padded_text[i]]
right_char = font[padded_text[i + 1]]
# 逐像素位移（0~7），实现平滑滚动
for shift in range(8):
frame = [0] * 8 # 创建8字节的显示帧（每字节=1列）
for col in range(8):
# 左字符左移shift位 + 右字符右移(8-shift)位 → 合成当前列
frame[col] = (left_char[col] << shift) | (right_char[col] >> (8 - shift))
matrix.show_char(frame) # 显示这一帧
time.sleep(delay)
#主程序：循环演示
while True:
show_letter('A')
time.sleep(1)
show_letter('B')
time.sleep(1)
show_letter('C')
time.sleep(1)
scroll_text(matrix_fonts.textFont1, " Hello World ")
```
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### 📚 代码解析（一看就懂！）
| 代码片段 | 说明 |
|----------|------|
| `import matrix_fonts` 和 `from ht16k33_matrix import ht16k33_matrix` | 导入两个关键文件：
• `matrix_fonts.py`：存着A~Z、0~9等字符的“像素图纸”（字模）
• `ht16k33_matrix.py`：封装了与HT16K33芯片通信的全部功能 |
| `scan_i2c()` 函数 | 自动扫描I²C总线上有哪些设备。如果看到 `0x70`，说明点阵模块已正确连接！否则请检查：线有没有松？正负极有没有接反？ |
| `show_letter('A')` | 调用字模库中字母A的8个字节数据（每字节代表一列LED的亮灭状态），发送给点阵屏显示 |
| `scroll_text(...)` | 把一句话拆成“两个相邻字符”，再通过“位移合成”技术，让画面像电影胶片一样一格格滚动，非常流畅！ |
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### ✅ 实验现象
接好线，烧录代码后，你会看到：
🔹 先显示大写字母 **A**，持续1秒；
🔹 然后变成 **B**，再1秒；
🔹 再变成 **C**，再1秒；
🔹 最后开始滚动显示 **" Hello World "** —— 文字从右往左平稳滑过整个8×8屏幕，循环不停！
（就像老式火车站的电子显示屏～）
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### ⚠️ 注意事项（安全又成功！）
- ✅ **务必使用防反插4Pin线**：红（VCC）、黑（GND）、蓝（SCL）、黄（SDA）——颜色对应接线更不容易出错！
- ✅ **VCC可接3.3V或5V**：本模块内部有稳压电路，两种电压都能正常工作（推荐先用3.3V测试）。
- ❌ **不要将SCL/SDA接到其他引脚**：必须严格对应GP21（SCL）和GP20（SDA），否则I²C无法通信。
- 🔋 **USB供电足够**：Pico通过MicroUSB供电时，可同时驱动点阵模块，无需额外电源。
- 🐞 **常见问题排查**：
• 屏幕完全不亮 → 检查VCC/GND是否接反？USB线是否通电？
• 显示乱码或闪烁 → 检查SCL/SDA是否接错？I²C地址是否为0x70？
• 只显示一半 → 查看`matrix_fonts.textFont1`中该字符定义是否完整（8字节）？
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### 🧠 扩展思维
在本课点阵显示静态字母和滚动文字的基础上，如果想让点阵屏显示一个会“眨眼睛”的笑脸表情，该怎么做？