实现一个从左向右横向滚动的"吉祥如意"显示效果。

#include <SPI.h>// 引脚定义
const int RowA = 2, RowB = 3, RowC = 4, RowD = 5;
const int OE = 6;
const int LATCH = 10;// 字模数据 (吉祥如意)
const PROGMEM byte characterData[4][32] = {// 吉{0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x04,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x10,0x3F,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x10,0x1F,0xF8,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10},// 祥{0x22,0x08,0x11,0x10,0x10,0xA0,0xFB,0xFC,0x08,0x40,0x10,0x40,0x3B,0xF8,0x54,0x40,0x94,0x40,0x10,0x44,0x17,0xFE,0x10,0x40,0x10,0x40,0x10,0x40,0x10,0x40,0x10,0x40},// 如{0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x04,0xFE,0xFE,0x22,0x84,0x22,0x84,0x22,0x84,0x22,0x84,0x42,0x84,0x24,0x84,0x14,0x84,0x08,0x84,0x14,0xFC,0x22,0x84,0x40,0x00},// 意{0x01,0x00,0x3F,0xF8,0x08,0x20,0x04,0x44,0xFF,0xFE,0x00,0x00,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x1F,0xF0,0x02,0x08,0x51,0x04,0x51,0x24,0x90,0x20,0x0F,0xE0}
};SPISettings spiSettings(10000000, MSBFIRST, SPI_MODE0);// 横向滚动缓冲区 (64列 x 16行)
byte scrollBuffer[16][8]; // 每行8字节=64位 (4个汉字)// 滚动状态
int scrollOffset = 0;
unsigned long lastScrollTime = 0;
const int scrollDelay = 50; // 滚动速度 (毫秒)// 显示控制
unsigned long lastFrameTime = 0;
const int targetFPS = 200;  // 目标帧率 (200帧/秒)
const int frameInterval = 1000 / targetFPS; // 5ms/帧void setup() {// 初始化引脚pinMode(RowA, OUTPUT); pinMode(RowB, OUTPUT);pinMode(RowC, OUTPUT); pinMode(RowD, OUTPUT);pinMode(OE, OUTPUT); pinMode(LATCH, OUTPUT);digitalWrite(OE, HIGH);digitalWrite(LATCH, HIGH);SPI.begin();// 初始化横向滚动缓冲区initializeScrollBuffer();Serial.begin(115200);Serial.println("横向滚动显示器准备就绪");
}// 设置行选择
void setRow(byte row) {digitalWrite(RowA, row & 0x01);digitalWrite(RowB, (row >> 1) & 0x01);digitalWrite(RowC, (row >> 2) & 0x01);digitalWrite(RowD, (row >> 3) & 0x01);
}// 初始化横向滚动缓冲区
void initializeScrollBuffer() {// 将四个汉字转换为横向排列的缓冲区for (int row = 0; row < 16; row++) {for (int charIndex = 0; charIndex < 4; charIndex++) {// 获取每个汉字的左右字节byte leftByte = pgm_read_byte(&characterData[charIndex][row * 2]);byte rightByte = pgm_read_byte(&characterData[charIndex][row * 2 + 1]);// 将每个汉字的16位分为两个字节存储scrollBuffer[row][charIndex * 2] = leftByte;scrollBuffer[row][charIndex * 2 + 1] = rightByte;}}
}// 横向滚动内容
void scrollContent() {scrollOffset++;if (scrollOffset >= 64) { // 64列 = 4汉字 * 16列scrollOffset = 0;}
}// 获取当前列的数据
byte getColumnData(byte row, int column) {int byteIndex = column / 8;int bitIndex = 7 - (column % 8); // 高位在前return (scrollBuffer[row][byteIndex] >> bitIndex) & 0x01;
}// 显示单帧内容
void displayFrame() {// 确保固定帧率unsigned long currentTime = micros();unsigned long elapsed = currentTime - lastFrameTime;if (elapsed < frameInterval * 1000) {delayMicroseconds(frameInterval * 1000 - elapsed);}lastFrameTime = micros();// 逐行显示for (byte row = 0; row < 16; row++) {digitalWrite(OE, HIGH);  // 关闭显示// 准备SPI传输SPI.beginTransaction(spiSettings);// 构建当前行的16位数据 (从右向左排列)uint16_t rowData = 0;// 从滚动偏移位置开始，取16列数据for (int col = 0; col < 16; col++) {int actualCol = (scrollOffset + col) % 64;byte pixel = getColumnData(row, actualCol);// 设置位 (从最高位开始)rowData = (rowData << 1) | pixel;}// 发送数据 (高8位和低8位)SPI.transfer(~(rowData >> 8));   // 高8位SPI.transfer(~(rowData & 0xFF)); // 低8位// 结束SPI传输SPI.endTransaction();// 设置当前行setRow(row);// 锁存数据digitalWrite(LATCH, LOW);digitalWrite(LATCH, HIGH);// 开启显示digitalWrite(OE, LOW);// 行显示时间 (100μs)delayMicroseconds(100);}// 所有行显示完毕后立即关闭显示digitalWrite(OE, HIGH);
}void loop() {// 滚动控制if (millis() - lastScrollTime > scrollDelay) {scrollContent();lastScrollTime = millis();}// 显示当前帧displayFrame();
}

横向滚动实现原理

数据结构设计

图表

横向滚动过程

1. 缓冲区初始化：

   • 将四个汉字按顺序排列在64列×16行的缓冲区中

   • 每个汉字占据16列空间

2. 滚动显示：

   图表

1. 取数据逻辑：

   • 从scrollOffset位置开始取16列

   • 构建16位行数据

   • 发送给74HC595

关键优化

1. 高效数据结构：

   • 使用16×8字节缓冲区存储64列数据

   • 直接访问列数据，无需实时计算

2. 平滑滚动：

   arduino

• const int scrollDelay = 50; // 每50ms滚动1列

• 视觉效果优化：

  • 从左向右滚动符合阅读习惯

  • 完整显示每个汉字的时间：16列 × 50ms = 800ms

  • 四个汉字完整显示时间：3.2秒

• 亮度均衡：

  arduino

1. delayMicroseconds(100); // 每行显示时间一致

参数调整指南

1. 滚动速度：

   arduino

• // 较慢速度 (约每秒10列)
  const int scrollDelay = 100;// 中等速度 (约每秒20列)
  const int scrollDelay = 50;// 较快速度 (约每秒33列)
  const int scrollDelay = 30;

• 显示亮度：

  arduino

• // 较低亮度
  delayMicroseconds(80);// 中等亮度
  delayMicroseconds(100);// 较高亮度
  delayMicroseconds(120);

• 刷新率：

  arduino

1. // 减少闪烁 (推荐)
   const int targetFPS = 200;// 更高刷新率 (需要更快的硬件)
   const int targetFPS = 300;

常见问题解决

1. 显示方向反了：
   如果文字从右向左滚动，修改数据构建方式：

   arduino

• // 原代码 (从左向右)
  rowData = (rowData << 1) | pixel;// 改为从右向左
  rowData = (rowData >> 1) | (pixel << 15);

• 亮度不均匀：

  • 检查OE信号是否在每行结束后立即拉高

  • 确保每行显示时间严格一致

  • 增加帧间延时：

    arduino

• • const int frameInterval = 1000 / 150; // 降低刷新率

• 汉字显示不完整：

  • 确认缓冲区初始化正确

  • 检查字模数据是否正确加载

  • 增加滚动延迟：

    arduino

1. • const int scrollDelay = 80; // 更慢的滚动

扩展功能

1. 添加新文字：

   arduino

• // 添加第五个字
  const PROGMEM byte characterData[5][32] = {// 原有四个字...// 新字数据...
  };// 更新缓冲区大小
  byte scrollBuffer[16][10]; // 5汉字 * 16列/8 = 10字节

• 双向滚动：

  arduino

• bool scrollDirection = true; // true=向右, false=向左void scrollContent() {if(scrollDirection) {scrollOffset++;} else {scrollOffset--;}// 边界检查...
  }

• 暂停功能：

  arduino

1. const int pauseButton = 7;void setup() {pinMode(pauseButton, INPUT_PULLUP);
   }void loop() {if (digitalRead(pauseButton) == LOW) {// 显示当前帧但不滚动while (digitalRead(pauseButton) == LOW) {displayFrame();}}// 正常滚动...
   }

这个横向滚动方案解决了之前纵向滚动时文字看不清的问题，同时保持了流畅的动画效果和均衡的亮度显示。每个汉字都有足够的时间完整显示，便于观看。