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WS2812E是一個(gè)集控制電路與發(fā)光電路于一體的智能外控LED光源。其外型與一個(gè)5050LED燈珠相同，每個(gè) 元件即為一個(gè)像素點(diǎn)。像素點(diǎn)內(nèi)部包含了智能數(shù)字接口數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)整形放大驅(qū)動(dòng)電路，還包含有高精度的內(nèi)部振蕩器和可編程定電流控制部分，有效保證了像素點(diǎn)光的顏色高度一致。

一模塊來源

模塊實(shí)物展示：

資料鏈接：https://pan.baidu.com/s/1OkCpw8ooDyuw947V0b89Rw

資料提取碼：AB12

二規(guī)格參數(shù)

工作電壓：3.7-5.3V

工作電流：16MA

控制方式：單總線

管腳數(shù)量：4 Pin（2.54mm間距排針）

以上信息見廠家資料文件

三移植過程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置彩燈顏色的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

WS2812的數(shù)據(jù)協(xié)議采用單線歸零碼的通訊方式，支持串行級(jí)聯(lián)接口，能通過一根信號(hào)線完成數(shù)據(jù)的接收與解碼。每個(gè)燈就是一個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)的三基色顏色可實(shí)現(xiàn)256級(jí)亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示。

像素點(diǎn)在上電復(fù)位以后，DIN端接受從控制器傳輸過來的數(shù)據(jù)，首先送過來的24bit數(shù)據(jù)被第一個(gè)像素點(diǎn)提取后，送到像素點(diǎn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)鎖存器，剩余的數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部整形處理電路整形放大后通過DO端口開始轉(zhuǎn)發(fā)輸出給下一個(gè)級(jí)聯(lián)的像素點(diǎn)，每經(jīng)過一個(gè)像素點(diǎn)的傳輸，信號(hào)減少24bit。像素點(diǎn)采用自動(dòng)整形轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，使得該像素點(diǎn)的級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)不受信號(hào)傳送的限制，僅受限信號(hào)傳輸速度要求。

控制方式

因?yàn)槭褂玫氖菃慰偩€，一根線完成一個(gè)燈要顯示的24位顏色數(shù)據(jù)，是通過高低電平的時(shí)間長(zhǎng)度來確定發(fā)送的是什么數(shù)據(jù)。24位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見下圖。

其中G代表三色中的綠色，R代表三色中的紅色，B表示三色中的藍(lán)色。例如想要只顯示紅色則發(fā)送 0X00FF00即可。

控制時(shí)序

發(fā)送24位顏色數(shù)據(jù)，是通過高低電平的時(shí)間長(zhǎng)度來確定發(fā)送的是0還是1。

發(fā)送一位數(shù)據(jù)0，需要總線拉高T0H的時(shí)間再拉低T0L的時(shí)間，WS2812才會(huì)自動(dòng)識(shí)別該數(shù)據(jù)是0。

發(fā)送一位數(shù)據(jù)1，需要總線拉高T1H的時(shí)間再拉低T1L的時(shí)間，WS2812才會(huì)自動(dòng)識(shí)別該數(shù)據(jù)是1

3.2引腳選擇

該模塊有3個(gè)引腳，具體引腳連接見各引腳連接。

模塊接線圖

3.3移植至工程

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11 溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_ws2812.c與bsp_ws2812.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_ws2812.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-24     LCKFB-LP    first version */#include "bsp_ws2812.h"#include "stdio.h"#include "math.h"

unsigned char LedsArray[WS2812_MAX * 3];      //定義顏色數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)組unsigned int  ledsCount   = WS2812_NUMBERS;   //定義實(shí)際彩燈默認(rèn)個(gè)數(shù)unsigned int  nbLedsBytes = WS2812_NUMBERS*3; //定義實(shí)際彩燈顏色數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
void delay_0_30us(void){        __NOP;__NOP;__NOP;__NOP;__NOP;}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：WS2812_GPIO_Init * 函 數(shù) 說 明：對(duì)WS2812引腳初始化 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void WS2812_GPIO_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體
    RCC_DIN_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_DIN;                        // GPIO引腳    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             // 推挽輸出    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                // 輸出速度高    GPIO_Init(PORT_DIN, &GPIO_InitStruct);                  // 初始化
    GPIO_WritePin(PORT_DIN, GPIO_DIN, GPIO_Pin_RESET);}/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：rgb_SetColor * 函 數(shù) 說 明：設(shè)置彩燈顏色 * 函 數(shù) 形 參：LedId控制的第幾個(gè)燈  color顏色數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：在這里我將綠和紅色進(jìn)行顛倒，這樣比較符合我們?nèi)粘Ｉ畹募t綠藍(lán)的順序******************************************************************/
void rgb_SetColor(unsigned char LedId, unsigned long color){    if( LedId > ledsCount )    {        return;    //to avoid overflow    }    LedsArray[LedId * 3]     = (color>>8)&0xff;    LedsArray[LedId * 3 + 1] = (color>>16)&0xff;    LedsArray[LedId * 3 + 2] = (color>>0)&0xff;}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：rgb_SetRGB * 函 數(shù) 說 明：設(shè)置彩燈顏色(三原色設(shè)置) * 函 數(shù) 形 參：LedId控制的第幾個(gè)燈 red紅色數(shù)據(jù)  green綠色數(shù)據(jù)  blue藍(lán)色數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void rgb_SetRGB(unsigned char LedId, unsigned long red, unsigned long green, unsigned long blue){    unsigned long Color=red<<16|green<<8|blue;    rgb_SetColor(LedId,Color);}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：rgb_SendArray * 函 數(shù) 說 明：發(fā)送彩燈數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void rgb_SendArray(void){    unsigned int i;    //發(fā)送數(shù)據(jù)    for(i=0; i<nbLedsBytes; i++)        Ws2812b_WriteByte(LedsArray[i]);}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：RGB_LED_Reset * 函 數(shù) 說 明：復(fù)位ws2812 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：低電平280us以上******************************************************************/void RGB_LED_Reset(void){        RGB_PIN_L();        delay_us(285);}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Ws2812b_WriteByte * 函 數(shù) 說 明：向WS2812寫入單字節(jié)數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 形 參：byte寫入的字節(jié)數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：1碼的時(shí)序 = 高電平580ns~1us    再低電平220ns~420ns *              0碼的時(shí)序 = 高電平220ns~380ns  再低電平580ns~1us******************************************************************/void Ws2812b_WriteByte(unsigned char byte){    int i = 0, k = 0;    for(i = 0; i < 8; i++ )    {        if( byte & (0x80 >> i) )//當(dāng)前位為1        {            RGB_PIN_H();            delay_us(1);//0.75us            RGB_PIN_L();            __NOP;__NOP;__NOP;__NOP;__NOP;//0.25us        }        else//當(dāng)前位為0        {            RGB_PIN_H();            __NOP;__NOP;__NOP;__NOP;__NOP;//0.25us            RGB_PIN_L();            delay_us(1);//0.833us        }    }}

在文件bsp_ws2812.h中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-24     LCKFB-LP    first version */
#ifndef _BSP_WS2812_H_#define _BSP_WS2812_H_
#include "board.h"
#define RCC_DIN_ENABLE()    __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_DIN            CW_GPIOB#define GPIO_DIN            GPIO_PIN_12

//用戶修改參數(shù)區(qū)//#define WS2812_FREQUENCY#define RGB_PIN_L()       GPIO_WritePin(PORT_DIN, GPIO_DIN, GPIO_Pin_RESET)  //控制彩燈引腳（需要配置為強(qiáng)推挽輸出）#define RGB_PIN_H()       GPIO_WritePin(PORT_DIN, GPIO_DIN, GPIO_Pin_SET)    //控制彩燈引腳（需要配置為強(qiáng)推挽輸出）#define WS2812_MAX        8                        //彩燈最大個(gè)數(shù)#define WS2812_NUMBERS    8                        //彩燈個(gè)數(shù)

#define RED               0xff0000                  //紅色#define GREEN             0x00ff00                  //綠色#define BLUE              0x0000ff                  //藍(lán)色#define BLACK             0x000000                  //熄滅#define WHITE             0xffffff                  //白色


//8.3 -8  0.000000083//4.16 -9 0.00000000416void Ws2812b_WriteByte(unsigned char byte);//發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)（@12.000MHz,理論每個(gè)機(jī)器周期83ns,測(cè)試約為76ns）void setLedCount(unsigned char count);//設(shè)置彩燈數(shù)目，范圍0-25.unsigned char getLedCount();//彩燈數(shù)目查詢函數(shù)void rgb_SetColor(unsigned char LedId, unsigned long color);//設(shè)置彩燈顏色void rgb_SetRGB(unsigned char LedId, unsigned long red, unsigned long green, unsigned long blue);//設(shè)置彩燈顏色void rgb_SendArray();//發(fā)送彩燈數(shù)據(jù)
void WS2812_GPIO_Init(void);
void RGB_LED_Write1(void);void RGB_LED_Reset(void);

#endif

四移植驗(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-24     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_ws2812.h"
uint8_t Co = 100;unsigned int buff[]={RED,GREEN,BLUE,WHITE};
int32_t main(void){    int i = 0;
    board_init();
    uart1_init(115200);
    WS2812_GPIO_Init();    printf("Start--->rn");
    while(1)    {        for( i = 0; i < 8; i++ )        {            rgb_SetColor(i,buff[i%3]);            rgb_SendArray();            delay_ms(10);        }        delay_ms(3000);
        i = 0;        while( Co )        {            rgb_SetColor((i+0)%8,buff[0]);            rgb_SetColor((i+1)%8,buff[1]);            rgb_SetColor((i+2)%8,buff[2]);            rgb_SetColor((i+3)%8,buff[3]);
            rgb_SetColor((i+4)%8,BLACK);            rgb_SetColor((i+5)%8,BLACK);            rgb_SetColor((i+6)%8,BLACK);            rgb_SetColor((i+7)%8,BLACK);
            rgb_SendArray();            delay_ms(200);            Co--;            i++;        }        Co = 100;    }}

移植現(xiàn)象：三秒前八個(gè)燈全亮，后面循環(huán)流水燈顯示。

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1boqb5UkpomK2avKNqAjz-w?pwd=LCKF

提取碼：LCKF

S2812彩燈：CW32F030C8T6開發(fā)板實(shí)現(xiàn)設(shè)置彩燈顏色的功能

一模塊來源

二規(guī)格參數(shù)

三移植過程

四移植驗(yàn)證

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