WS2812E是一個集控制電路與發(fā)光電路于一體的智能外控LED光源。其外型與一個5050LED燈珠相同，每個 元件即為一個像素點。像素點內(nèi)部包含了智能數(shù)字接口數(shù)據(jù)鎖存信號整形放大驅(qū)動電路，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，有效保證了像素點光的顏色高度一致。

一、模塊來源

模塊實物展示：

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)手冊應(yīng)如何實現(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，支持串行級聯(lián)接口，能通過一根信號線完成數(shù)據(jù)的接收與解碼。每個燈就是一個像素點，每個像素點的三基色顏色可實現(xiàn)256級亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示。

像素點在上電復位以后，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)被第一個像素點提取后，送到像素點內(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)輸出給下一個級聯(lián)的像素點，每經(jīng)過一個像素點的傳輸，信號減少24bit。像素點采用自動整形轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，使得該像素點的級聯(lián)個數(shù)不受信號傳送的限制，僅受限信號傳輸速度要求。

控制方式

因為使用的是單總線，一根線完成一個燈要顯示的24位顏色數(shù)據(jù)，是通過高低電平的時間長度來確定發(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表示三色中的藍色。例如想要只顯示紅色則發(fā)送 0X00FF00即可。

控制時序

發(fā)送24位顏色數(shù)據(jù)，是通過高低電平的時間長度來確定發(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的時間再拉低T0L的時間，WS2812才會自動識別該數(shù)據(jù)是0。

發(fā)送一位數(shù)據(jù)1，需要總線拉高T1H的時間再拉低T1L的時間，WS2812才會自動識別該數(shù)據(jù)是1

3.2引腳選擇

該模塊有3個引腳，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)存儲數(shù)組
unsigned int  ledsCount   = WS2812_NUMBERS;   //定義實際彩燈默認個數(shù)
unsigned int  nbLedsBytes = WS2812_NUMBERS*3; //定義實際彩燈顏色數(shù)據(jù)個數(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行顛倒，這樣比較符合我們?nèi)粘Ｉ畹募t綠藍的順序
******************************************************************/

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控制的第幾個燈 red紅色數(shù)據(jù)  green綠色數(shù)據(jù)  blue藍色數(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> i) )//當前位為1
        {
            RGB_PIN_H();
            delay_us(1);//0.75us
            RGB_PIN_L();
            __NOP;__NOP;__NOP;__NOP;__NOP;//0.25us
        }
        else//當前位為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（需要配置為強推挽輸出）
#define WS2812_MAX        8                        //彩燈最大個數(shù)
#define WS2812_NUMBERS    8                        //彩燈個數(shù)


#define RED               0xff0000                  //紅色
#define GREEN             0x00ff00                  //綠色
#define BLUE              0x0000ff                  //藍色
#define BLACK             0x000000                  //熄滅
#define WHITE             0xffffff                  //白色



//8.3 -8  0.000000083
//4.16 -9 0.00000000416
void Ws2812b_WriteByte(unsigned char byte);//發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)（@12.000MHz,理論每個機器周期83ns,測試約為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

審核編輯 黃宇