nanoFramework.Iot.Device.Charlieplex 1.2.590

Charlieplex 段绑定

Charliplexing 是一种多路复用方案，它允许控制比传统布线方案更多的 LED 或其他负载或传感器。Charliplexing 允许寻址最多 n^2-n 个 LED，其中 n 是可用引脚数。例如，3 个引脚可以控制多达 6 个 LED，4 个引脚可以控制 12 个，5 个引脚可以控制 20 个。这听起来很棒，然而由于复杂性，charlieplexed 电路布线困难。

一个更大的挑战是，该方案（至少在其基本形式中）一次只能点亮一个LED。乍一看，这似乎是一个大问题。不用担心。LED的变化非常快，以至于眼睛会被骗以为同时点亮了多个LED。这意味着，在LED点亮时，您的代码不能做其他事情。这就是为什么API接受定时信息。如果您习惯于直接通过GPIO引脚或使用移位寄存器来点亮LED，那么这不可能是您预期的。

显示dotnet：使用charlieplexing动画40个LED演示了如何使用此绑定。

用法

以下代码示例演示了使用3个引脚来控制6个LED。

var pins = new int[] { 6, 13, 19 };
var ledCount = 6;
var charlie = new CharlieplexSegment(pins, ledCount);

for (int i = 0; i < ledCount; i++)
{
    // will keep lit for 500ms
    charlie.Write(i, 1, 500);
    charlie.Write(i, 0);
}

charlieplex-test示例展示了API的更广泛使用。

使用LED

以下图像展示了3针Charlieplex电路，这是charlieplexing的起点。电路中有6个LED，分为两组。每组两个LED连接到相同的两个GPIO引脚，但极性相反（阳极和阴极互换了）。

视频

使用LED条形图表

上图展示了在Charlieplex电路中使用LED。由于可以改变LED的阳极/阴极方向，因此LED的使用很简单。由于LED条形图表的阳极和阴极腿是固定不变的，因此不能这样做。相反，您需要在面包板上创建自己的电路，然后将电路连接到相应的引脚。下面的图像展示了这一过程。

视频

电路寻址方案

使用的是CharlieplexSegment类型的寻址方案，可以将其视为深度优先然后是宽度优先。每对引脚之间有一对LED或其他负载。第一个LED是阳极优先放置的，第二个是阴极优先放置的。您从第一对LED的第一和第二引脚开始，然后是第二和第三个引脚用于第二对。继续这样做，直到引脚用完。之后，您从第一个引脚重新开始，但这次是将第三个引脚配对。这种模式一直持续到达到所需的LED数量或引脚用完。

理解LED的阳极（通常较长）和阴极腿之间的差异至关重要。您将在每次放置时检查这些。

绑定包括一个API，该API返回您需要使用的电路的描述。示例代码调用此API并将这些信息打印到终端，使用与上面的代码示例相同的引脚。这些信息对于正确配置电路非常有帮助。

Node 0 -- Anode: 6; Cathode: 13
Node 1 -- Anode: 13; Cathode: 6
Node 2 -- Anode: 13; Cathode: 19
Node 3 -- Anode: 19; Cathode: 13
Node 4 -- Anode: 6; Cathode: 19
Node 5 -- Anode: 19; Cathode: 6

CharlieplexLayout.cs中的测试调用此API并通过不同数量的引脚演示了电路地址方案。

给定一个包含6个LED的电路，charlie.Write(5,1)将点亮图中的LED6。API使用0基于的方案。因此，charlie.Write(6,1)将抛出异常。

此图像展示了2针电路。除了作为学习练习外，没有理由使用2针的Charlieplex电路。

此图像展示了3针电路。

此图像展示了6针电路。

使用Charlieplexing从5个Arduino引脚控制20个LED包括更大的布线图，与绑定使用的方案相匹配。

替代方案

Charlieplex电路的替代方案是移位寄存器。参见SN74HC595 -- 8位移位寄存器。移位寄存器比Charlieplex电路更有效地利用引脚，并且更容易配置。