Matriz de LEDs 8x8 com 74HC595

Unidades de matriz de pontos tipicamente vêm no formato de uma Matriz de LEDs de 5 x 7 ou 8 x 8. Os LEDs são conectados à matriz de forma que o ânodo ou o cátodo de cada LED seja comum em cada linha. Em outras palavras, em uma unidade de matriz de pontos LED habitual, cada linha de LEDs terá todos os seus ânodos conectados. Os cátodos de cada coluna também estarão todos conectados. 

O motivo de as linhas e colunas serem todas conectadas é para minimizar o número de pinos necessários. Se não o fizéssemos, uma única unidade de matriz de pontos 8 x 8 colorida necessitaria de 65 pinos, um para cada LED e um conector de ânodo ou cátodo comum. Ligando a fiação das linhas e colunas, apenas 16 pinos são necessários. Entretanto, isso representa um problema se você deseja que um LED específico acenda em certa posição. Se, por exemplo, você tivesse uma unidade de ânodo comum e quisesse acender o LED na posição X, Y, de valores 6, 4 (sexta coluna, quarta linha), você aplicaria uma corrente à quarta linha e o terra ao pino da sexta coluna. O LED na sexta coluna e na quarta linha acenderia. Agora, imagine que você deseja acender também o LED na coluna 4, linha 6. Então, você aplicaria uma corrente à sexta linha e o terra ao pino da quarta coluna. O LED correspondente agora seria iluminado. Porém, também, os LEDs da coluna 4, linha  4 e coluna 6, linha 6 também acenderiam.

Isso ocorre porque você está aplicando energia às linhas 4 e 6, e o terra às colunas 4 e 6. Você não pode apagar os LEDs indesejados sem apagar também aqueles que devem estar acesos. Parece não haver forma de acender apenas os LEDs necessários, com a fiação que utilizamos para linhas e colunas. A única maneira de isso dar certo seria se tivéssemos uma pinagem separada para cada LED, o que faria o número de pinos pular de 16 para 65. Uma unidade de matriz de pontos de 65 pinos teria uma fiação muito complexa e seria muito difícil de controlar, pois você necessitaria de um microcontrolador de ao menos 64 saídas digitais. A solução para esse problema é a utilização da técnica da multiplexação (multiplexing, ou muxing).

A multiplexação é a técnica de acender uma linha do display de cada vez. Selecionando
a coluna que contém a linha, que, por sua vez, contém o LED que você deseja acender, e ligando a alimentação para essa linha (ou da forma oposta, para displays comuns de cátodo), os LEDs escolhidos nessa linha serão iluminados. Essa linha será, então, apagada, e a próxima acesa, novamente com as colunas apropriadas escolhidas, e fazendo com que os LEDs da segunda linha agora sejam iluminados. Repita esse processo para cada linha até que você atinja a base e, então, reinicie do topo.
Se isso for feito a uma velocidade suficiente (mais de 100 Hz, ou cem vezes por segundo), o fenômeno de persistência da visão (em que uma pós-imagem permanece na retina por, aproximadamente, 1/25 de um segundo) fará com que o display pareça acender por inteiro, mesmo que cada linha acenda e apague em sequência.
Utilizando essa técnica, você soluciona o problema da exibição de LEDs individuais, sem que outros LEDs na mesma coluna também acendam.

É necessário que você leia o datasheet da unidade que comprou, para garantir que os pinos de saída do registrador de deslocamento sejam conectados corretamente aos pinos do display de pontos. Feito isso, então, vamos ao projeto:

Componentes necessários: 

•  02 CIs registradores de deslocamento 74HC595
•  08 Resistores de 220Ω
•  01 Display de Matriz de LEDs 8 x 8
•  01 Arduino

Assim que você tiver confirmado que sua fiação esteja correta, carregue o código.

A mensagem a ser rolada na Matriz de LED é a seguinte:

   P   R   O   G    R    A   M    A   C   A   O    /    A    R    D    U    I   N   O
 {80, 82, 79, 71, 82, 65, 77, 65, 67, 65, 79, 47, 65, 82, 68, 85, 73, 78, 79};

Onde a numeração é a mesma correspondente à tabela ASCII.

Ou se preferir o código alternativo, onde é possível inserir a mensagem pelo Monitor Serial sem precisar do correspondente número na tabela ASCII.