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// LEDマトリクスにパターンを表示するプログラム
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// タイマー割込みを使用する
#include <MsTimer2.h>

//　LEDマトリクスのピン割当て：ROW側がカソード、COLOMN側がアノードの8x8マトリックスLED
int ANODEPIN[]   = { 
  10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18 };
int CATHODEPIN[] ={
  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9    };

int testPatternF[8][8] = {
  0,1,1,1, 1,1,1,0,
  0,1,1,1, 1,1,1,0,
  0,1,1,0, 0,0,0,0,
  0,1,1,0, 0,0,0,0,
  0,1,1,1, 1,1,0,0,
  0,1,1,1, 1,1,0,0,
  0,1,1,0, 0,0,0,0,
  0,1,1,0, 0,0,0,0};

int testPatternM[8][8] = {
  1,1,0,0, 0,0,1,1,
  1,1,1,0, 0,1,1,1,
  1,1,1,1, 1,1,1,1,
  1,1,1,1, 1,1,1,1,
  1,1,0,1, 1,0,1,1,
  1,1,0,0, 0,0,1,1,
  1,1,0,0, 0,0,1,1,
  1,1,0,0, 0,0,1,1,};
  
int testPatternS[8][8] = {
  0,1,1,1, 1,1,1,0,
  1,1,1,1, 1,1,1,1,
  0,1,1,0, 0,0,1,1,
  0,0,1,1, 1,0,0,0,
  0,0,0,1, 1,1,0,0,
  1,1,0,0, 0,1,1,0,
  1,1,1,1, 1,1,1,1,
  0,1,1,1, 1,1,1,0};

int matrix[8][8];   // LEDマトリクスの各点の状態を保持する配列（1:ON、0:OFF）
int displayRow;    // 現在表示中のrow
int pat = 0;       // メインプログラムで指定するパターン番号

void setup() {
  initMatrix();
}

void loop() {
  if(pat == 0) {
    setPattern(testPatternF);
  }
  else if(pat == 1) {
    setPattern(testPatternM);
  }
  else {
    setPattern(testPatternS);
  }

  pat++;
  pat = pat%3;
  delay(1000);
}

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// LEDマトリクスを制御する関数
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// LEDマトリクスを初期化する
// (1) Arduino の出力ピンの初期化
// (2) 各LEDの状態を保持する配列の初期化
// (3) LEDを表示するタイマ割込みの設定
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void initMatrix() {
  //　出力を初期化、アノードHIGH、カソードLOWで点灯、その逆に設定する
  // アノードを、LOWで初期化(coulmn方向）
  for( int ano = 0; ano < 8; ano++ )
  {
    pinMode( ANODEPIN[ano], OUTPUT );
    digitalWrite( ANODEPIN[ano], LOW );
  }
  // カソードを、HIGHで初期化（rowに対応）
  for( int cat = 0; cat < 8; cat++ )
  {
    pinMode( CATHODEPIN[cat], OUTPUT );
    digitalWrite( CATHODEPIN[cat], HIGH );
  }

  clearMatrix();  // 状態を保持する配列をOFFで初期化
  startMatrix();  // LEDマトリクスの表示を開始（表示行を0に設定して、タイマ割込みを開始）
}

//
// LEDマトリクスの表示を更新（表示行 ）
//   displayRow で示される1行分を表示
//   startMatrix()が呼ばれた後、タイマ割込みにより1ms毎に呼ばれる
//   つまり、8msで全ての行を表示する
//
void updateMatrix() {
  if(displayRow >= 0) {
    digitalWrite( CATHODEPIN[displayRow], HIGH );  // １つ前のROWをHIGHに変更(消す）  
  }
  displayRow++;
  displayRow = displayRow%8;  

  //　コラム方向（アノード方向）の出力を順にセット	
  for(int column = 0; column<8; column++) {
    if(matrix[displayRow][column] == 1) {
      digitalWrite( ANODEPIN[column], HIGH );	// HIGHに変更
    }
    else {
      digitalWrite( ANODEPIN[column], LOW );	// LOWに戻す
    }
  }
  // LOWに戻す（点灯；次のタイマー割込みまで、その状態で表示）
  digitalWrite( CATHODEPIN[displayRow], LOW );
}

//
// LEDマトリクスの表示を開始（表示行displayRowを0に設定して、タイマ割込みを開始）
//
void startMatrix(){
  displayRow = -1;
  MsTimer2::set(1, updateMatrix);// 1ms毎に割込みを発生させ updateMatrix を呼び出す
  MsTimer2::start();
}

//
// LEDマトリクスの状態を保持する配列を変更する
//    void clearMatrix(): 全て0に設定
//    void setPoint(int x, int y): (x,y)を1(ON)に設定
//    void resetPoint(int x, int y): (x,y)を0（OFF)に設定
//    void setPattern(int _pattern[8][8]): _patternに設定されたパターンを設定

void clearMatrix() {
  for(int row = 0; row<8; row++) {
    for(int column = 0; column<8; column++) {
      matrix[row][column] = 0;
    }
  }
}

void setPoint(int _row, int _column) {
  matrix[_row][_column] = 1;
}

void resetPoint(int _row, int _column) {
  matrix[_row][_column] = 0;
}

void setPattern(int _pattern[8][8]) {
  for(int row = 0; row<8; row++) {
    for(int column = 0; column<8; column++) {
      matrix[row][column] = _pattern[row][column];
    }
  }
}