是的，您所描述的多路复用是解决事物数组的常用方法。

最棘手的部分将是处理光传感器的模拟性质。在这种情况下，CdS LDR（光敏电阻）可能是最好的，因为它们灵敏、便宜，并且在人类亮度范围内产生易于测量的大响应。在电气上，它们是电阻器，在较亮的光线下电阻会降低。

如果您使用具有 8 个模拟输入的微控制器，它将简化多路复用。这意味着你的多路复用器的一半是内置在微控制器中的。例如，您启用一行 LDR，并直接使用 micro 读取 8 列信号。

用普通的微型计算机可以很容易地以人类的方式立即完成对 64 个模拟输入的顺序扫描。假设您可以每 100 µs 读取一次新读数。那是“长”的，即使对于小型且便宜的微型机也是如此。这意味着整个电路板将每 6.4 毫秒扫描一次，这比您感知到的延迟要快得多。

多路复用 LED 更加容易，因为这一切都是通过数字输出完成的。很多微控制器的数字输出远远超过 16 个，所以这没问题。还有其他事情必须发生，而且你会比现在预期的更快地用完针脚，但是 64 针微型应该真的足够好，如果不是 44 针的话。

我可能会专门用一个微控制器来处理板 I/O。这针对有足够的 I/O 引脚、A/D 输入等进行了优化。然后它通过 UART 连接到主计算引擎。该协议看起来像“点亮正方形 3,2”或“从正方形 5,4 中移除一块”。只要您保持协议相同，这也允许将来使用完全不同的硬件接口。

对于 LED，显而易见的方法是为棋盘的每一行和每一列提供一个输出：总共 8+8=16 个引脚。阳极将连接到行线，而阴极将连接到列线。对于要点亮的 LED，您可以使其阳极线为正极（逻辑 1），阴极线为负极（逻辑 0），同时将其他 LED 保持在反向状态（因此剩余的 LED 具有中性或反向偏置。）

我在这里假设微控制器提供足够高/低的电压，以便您能够将 LED 从一个桥接到另一个。如果不是这种情况，则每条线都需要一个晶体管或缓冲器。使用 5V 电源时，它很紧，考虑到 LED 下降约 2V，并且您希望在限流电阻上有一个合理的压降（请注意，您只需将它们安装在行线或列线中，而不是同时安装。）

如果您的输出是三态（也就是说，除了逻辑 0 和逻辑 1，它们还可以设置为高阻抗状态，也许可以通过临时将它们配置为输入），那么您可以变得聪明并使用带有 LED 的 4x8 网格以反平行对连接。在此设置中将未使用的输出设置为高阻抗非常重要，否则不需要的 LED 会亮起。

在任何一种情况下，您都必须考虑电流消耗，以及是否可以冒软件错误同时点亮一排所有 LED 的风险（如果不考虑，可能会使微控制器的行线过流.)

传感器的情况更复杂。我将假设您使用电阻传感器，尽管光电晶体管不一定保证仅在一个方向上传导。

您可以使用与点亮 LED 相同的 8 行输出，但您需要专门用于感应的 8 列输入。毫无疑问，你会看到这样的键盘电路。请记住，这些只是设计为一次按下一个键。如果用户同时按下 1、3、7 和 9，则键盘无法检测到用户是否松开了这四个键中的任何一个，因为仍然存在通过其他三个开关的电流路径。

音乐键盘上使用的一种解决方案（设计为一次使多个矩阵元素导电）是在每个开关上串联一个二极管。

另一种解决方案是购买四个具有开路集电极输出（或开漏，如果使用 MOSFET IC）的 4 到 16 解码器 IC，例如：http ://www.unicornelectronics.com/ftp/Data%20Sheets/74159.pdf集电极开路意味着 IC 的输出只会吸收电流，不会提供电流。因此，您可以将 16 个传感器连接到芯片的 16 个输出，并将另一端与一个上拉电阻共用（您也可以在此处连接您的 ADC）。您将一个输出拉低（导通），而其他 15 个保持高电平（不导通）。这与标准逻辑输出形成对比，其中其他 15 个输出将电流注入公共点。

这些 IC 的输入是 4 位二进制以选择 16 个输出之一，但它们还有一个额外的输入来启用/禁用芯片。因此，您可能有一个由 64 个集电极开路接收器组成的阵列，连接到 64 个传感器，传感器的另一端全部共用一个上拉电阻和模数转换器。为此，您的微控制器上总共需要 8 个输出：四个用于接收 4 到 16 选择信号（所有四个芯片通用），四个用于接收启用信号（每个芯片一个。）

编辑：3 到 8 个解码器（也称为 1 of 8 = 1 line out of 8）似乎比 4 到 16 个更可用，但 8 个 IC 比 4 个更混乱。另一种可能有用的 IC 是八进制计数器（及其更常见的表亲十进制计数器，可以通过将其第九个输出连接到复位线来将其配置为八进制计数器。）这些需要串行脉冲从一个输出推进到下一个输出，因此需要更少微控制器上的 I/O 引脚比解码器 IC 上的引脚。它们通常具有用于复位和启用的附加输入。还有一种叫做移位寄存器的IC ，它有两种类型：一种用于将串行转换为并行，另一种用于将并行转换为串行。最后，有buffers，你可以把它放在你的 Rasberry Pi 和你的棋盘之间，这样 Pi 在过流的情况下不会被破坏。所有这些都可用于多路复用电路。

因为一张图片值一千字，这里有一个LDM-24488NI的例子：一个 64-led 矩阵

对于您的应用，您需要一个用于 LED 的矩阵，另一个用于传感器，总共需要 32 个 IO 引脚。由于您的 RPi 没有那么多，您将不得不使用1 到 8 的 demux来选择单独的行和列：

对于 LED，您可以对行和列使用多路分解器，因为您一次只需要一个 LED。对于传感器，我建议对行使用解复用器，对列使用单独的行，以便能够在一行中检测多个活动传感器。这将使所需的引脚数达到 RPi 可以处理的 17 个引脚。

多路复用确实是一种常见的做法。

有几种方法可以让您从树莓派引脚中获得更多收益

一种是使用芯片为您完成一些繁重的工作。例如，如果您有 8 个输入和 8 个输出来读取电路板的状态，您可以使用计数器，一次将 8 个输入提高一个。为此，您将需要 Arduino 上的 2 个引脚 - 一个用于重置回第一个引脚，一个用于“转到下一行”。您刚刚保存了 6 个图钉！

节省 6 个引脚可能还不够——让我们看看我们可以从这里开始：如果你将 8x8 网格重新排列成 16x4 网格，你可以使用类似http://www.instructables.com/id/16-Stage -Decade-Counter-Chain-Using-two-4017-Chi/?ALLSTEPS（忽略上半部分，从上到下的两条线是您的“重置”，来自左上角，“转到下一行”，这里称为 CLK，用于时钟）。您现在可以数出棋盘左半边的 8，然后数棋盘右半边的 8；将 A 列和 E 列、B 列和 F 列、C 列和 G 列以及 D 列和 H 列连接在一起。

恭喜，您现在有两个输出引脚（复位和时钟）和 4 个输入引脚，总共 6 个 - 节省了 10 个引脚！请注意，树莓派没有模数转换器，因此您需要做一些额外的工作。

现在是 LED。您已经有一个受控电源（两个十年计数器） - 让我们重新使用它们。将 64 个 LED 从 16 个电源引脚通过一个电阻器（每个 LED 必须有自己的电阻器！）连接到其他 4 个导轨（与上述相同的布局：AE、BF、CG 和 DH）。将这 4 个电源轨通过 4 个晶体管连接到 4 个引脚，并将所有引脚置于“高电平” - 因为 LED 的两侧现在都处于 5 伏，LED 将关闭。然后，当你想点亮一个 LED 时，确保你的两个十年处于正确的位置（就像你正在读取那个正方形上的传感器一样），将 4 个导轨之一设置为低。电流现在应该从十年计数器的“高”流向该特定轨道的“低”。嘿presto，灯亮了！稍微延迟一下，然后在再次更改十年计数器之前将其关闭。

如果您确实想要更多控制，您可以使用 TLC5940 芯片之类的东西 - http://playground.arduino.cc/Learning/TLC5940 - 每个芯片可以将 16 个 LED（因此您需要其中 4 个）设置为亮度级别从 0（关闭）到 1024（完全打开），因此您可以轻松控制各个 LED 的淡入和淡出。从内存中，这些需要大约 4 个引脚，它们可以菊花链式连接，因此 4 个数字引脚（其中一个必须是 PWM - 这些引脚旁边有“~”符号）将控制任意数量的 LED。

祝你好运！