概述
本文介紹了如何使用STM32微控制器，結(jié)合STM32CubeMX配置工具和SPI通訊接口，來驅(qū)動和控制WS2812 LED燈帶。這是一個集硬件連接、軟件配置和編程開發(fā)于一體的綜合性項目，目標(biāo)是實現(xiàn)對LED燈帶顏色和亮度的精確控制。
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視頻教學(xué)
https://www.bilibili.com/video/BV1X94y157W8/
STM32C0開發(fā)(1)----SPI 驅(qū)動WS2812燈珠
樣品申請
https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#
源碼下載
https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88489586
芯片級聯(lián)方法
芯片在上電復(fù)位以后，接收DIN端打來的數(shù)據(jù)，接收夠24bit后，DO端口開始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，供下一個芯片提供輸入數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)發(fā)之前，DO口一直拉低。此時燈珠將不接收新的數(shù)據(jù)，內(nèi)置RGB芯片根據(jù)接收到的24bit數(shù)據(jù)后產(chǎn)生的不同占空比信號，展現(xiàn)不同亮度。如果DIN端輸入信號為RESET信號，芯片將接收到的數(shù)據(jù)送顯示，芯片將在該信號結(jié)束后重新接收新的數(shù)據(jù)，在接收完開始的24bit數(shù)據(jù)后，通過DO口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，燈珠在沒有接收到RESET碼前，RGB亮度保持不變，當(dāng)接收到80us以上低電平RESET碼后，燈珠內(nèi)部RGB芯片將根據(jù)剛才接收到的24bit數(shù)據(jù)后產(chǎn)生的不同占空比信號，展現(xiàn)不同亮度。
數(shù)據(jù)傳輸
24bit數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
時序
時序波形圖如下所示。
SPI配置
將SPI的配置速度設(shè)為6M，數(shù)據(jù)寬度設(shè)為8位。
CPHA配置為第二邊沿采樣；在第一個跳變沿時，MOSI在空閑狀態(tài)保持高電平，而在第二個跳變沿，它會保持上一次傳輸?shù)淖罱K電平。由于發(fā)送數(shù)據(jù)的最后一位總是低電平，這樣配置可以避免WS2812誤判。CPOL設(shè)置為高，確保SCK在空閑時保持高電平狀態(tài)。
系統(tǒng)采用單總線協(xié)議，通過總線上高低電平的時長來區(qū)分邏輯0和1。WS2811工作在800kHz頻率下，將SPI設(shè)置為6.4MHz—即其工作頻率的8倍—可以確保每個字節(jié)（8位）正好對應(yīng)一個邏輯位。在這種設(shè)置下，‘11111000’（0xF8）代表邏輯1，‘11000000’（0xC0）代表邏輯0。
邏輯0下發(fā)送的數(shù)據(jù)為11000000’（0xC0）。
邏輯0下高電平位320ns。
邏輯0下低電平位1.01us。
邏輯1下發(fā)送的數(shù)據(jù)為‘11111000’（0xF8）。
邏輯1下高電平位830ns。
邏輯1下低電平位500ns。
這種精確的時序配置和電平控制對于確保WS2812燈帶的正確驅(qū)動至關(guān)重要，可以通過上述配置來優(yōu)化SPI接口的性能，確保與WS2812的高效通信。
CPHA配置
CPHA配置為第二邊沿采樣下數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束如下所示。
CPHA配置為第二邊沿采樣下數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束如下所示。
由于RESET Code為低電平，且要大于80us，所以數(shù)據(jù)傳輸完畢必須為低電平。
代碼
在main.c中添加頭文件。
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "ws2812.h"
#include <string.h>
/* USER CODE END Includes */
在main.c中添加函數(shù)申明和移位操作。
/* USER CODE BEGIN 0 */
extern tWs2812bCache_TypeDef gWs2812bDat[WS2812B_AMOUNT];
void move_Front()
{
uint8_t i;
uint8_t temp[3];
temp[0] = gWs2812bDat[0].R;
temp[1] = gWs2812bDat[0].G;
temp[2] = gWs2812bDat[0].B;
for (i = 0; i < WS2812B_AMOUNT-1; i++)
{
gWs2812bDat[i].R = gWs2812bDat[i+1].R;
gWs2812bDat[i].G = gWs2812bDat[i+1].G;
gWs2812bDat[i].B = gWs2812bDat[i+1].B;
}
gWs2812bDat[7].R = temp[0];
gWs2812bDat[7].G = temp[1];
gWs2812bDat[7].B = temp[2];
}
/* USER CODE END 0 */
添加初始化顯示。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-761182.html
/* USER CODE BEGIN 2 */
WS2812B_Task();
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END 2 */
添加流水燈。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-761182.html
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
WS2812B_Task();
move_Front();
HAL_Delay(100);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
ws2812.c
#include "ws2812.h"
#include "spi.h"
//燈條顯存SPI數(shù)據(jù)緩存
uint8_t gWs2812bDat_SPI[WS2812B_AMOUNT * 24] = {0};
//燈條顯存
tWs2812bCache_TypeDef gWs2812bDat[WS2812B_AMOUNT] = {
//R G B
0XFF, 0X00, 0X00, //0
0X00, 0XFF, 0X00, //1
0X00, 0X00, 0XFF, //2
0X00, 0XFF, 0XFF, //3
0XFF, 0X00, 0XFF, //4
0XFF, 0XFF, 0X00, //5
0XFF, 0XFF, 0XFF, //6
0X00, 0X00, 0X00, //7
};
void WS2812b_Set(uint16_t Ws2b812b_NUM, uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b)
{
uint8_t *pR = &gWs2812bDat_SPI[(Ws2b812b_NUM) * 24 + 8];
uint8_t *pG = &gWs2812bDat_SPI[(Ws2b812b_NUM) * 24];
uint8_t *pB = &gWs2812bDat_SPI[(Ws2b812b_NUM) * 24 + 16];
for(uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
if(g & 0x80) {
*pG = CODE_1;
}
else {
*pG = CODE_0;
}
if(r & 0x80) {
*pR = CODE_1;
}
else {
*pR = CODE_0;
}
if(b & 0x80) {
*pB = CODE_1;
}
else {
*pB = CODE_0;
}
r <<= 1;
g <<= 1;
b <<= 1;
pR++;
pG++;
pB++;
}
}
void WS2812B_Task(void)
{
uint8_t dat = 0;
//將gWs2812bDat數(shù)據(jù)解析成SPI數(shù)據(jù)
for(uint8_t iLED = 0; iLED < WS2812B_AMOUNT; iLED++)
{
WS2812b_Set(iLED, gWs2812bDat[iLED].R, gWs2812bDat[iLED].G, gWs2812bDat[iLED].B);
}
//總線輸出數(shù)據(jù)
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, gWs2812bDat_SPI, sizeof(gWs2812bDat_SPI),0XFFFF);
//使總線輸出低電平
HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &dat, 1,0XFFFF);
//幀信號：一個大于50us的低電平
HAL_Delay(1);
}
ws2812.h
#ifndef __WS2812_H__
#define __WS2812_H__
#include <stdint.h>
// 編碼 0 : 11000000
#define CODE_0 0xC0
// 編碼 1 : 11111000
#define CODE_1 0xF8
/*ws2812b燈珠數(shù)量*/
#define WS2812B_AMOUNT 8
typedef struct
{
uint8_t R;
uint8_t G;
uint8_t B;
} tWs2812bCache_TypeDef;
extern tWs2812bCache_TypeDef gWs2812bDat[WS2812B_AMOUNT];
void WS2812b_Set(uint16_t Ws2b812b_NUM, uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b);
void WS2812B_Task(void);
#endif
到了這里，關(guān)于STM32C0開發(fā)(1)----SPI 驅(qū)動WS2812燈珠的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
