实验二十四 HT16K33_8X8点阵模块#

40-点阵

🌟 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！

⚙️ 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

🧰 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）

🔌 接线图#

Untitled Sketch_bb

📌 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）”

💻 示例代码（MicroPython版）#

# 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 ")

📚 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！

✅ 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～）

⚠️ 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）？

🧠 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？

实验二十四 HT16K33_8X8点阵模块

目录