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Gokit STM32驱动WS2812B型RGB LED

 
发表于 2017-3-31 12:27:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
免费使用STM32、APP自动代码生成工具
先来造轮子吧,使用gokit上的STM32F103C8T6驱动ws2812b型rgb led;

一、ws2812b rgb led介绍:
主要特点
● IC控制电路与LED点光源公用一个电源。 ● 控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中,构成一个完整的外控像素点。 ● 内置信号整形电路,任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出,保证线路波形畸变不会累加。 ● 内置上电复位和掉电复位电路。 ● 每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示,完成16777216种颜色的全真色彩显示,扫描频率不低于 400Hz/s。 ● 串行级联接口,能通过一根信号线完成数据的接收与解码。 ● 任意两点传传输距离在不超过3米时无需增加任何电路。 ● 当刷新速率30帧/秒时,级联数不小于1024点。 ● 数据发送速度可达800Kbps。 ● 光的颜色高度一致,性价比高。
主要应用领域
● LED全彩发光字灯串,LED全彩软灯条硬灯条,LED护栏管。 ● LED点光源,LED像素屏,LED异形屏,各种电子产品,电器设备跑马灯。
产品概述
WS2812B是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同,每 个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路,还包含有高精度的内 部振荡器和12V高压可编程定电流控制部分,有效保证了像素点光的颜色高度一致。 数据协议采用单线归零码的通讯方式,像素点在上电复位以后,DIN端接受从控制器传输过来的数据,首先 送过来的24bit数据被第一个像素点提取后,送到像素点内部的数据锁存器,剩余的数据经过内部整形处理电路 整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点,每经过一个像素点的传输,信号减少24bit。像素 点采用自动整形转发技术,使得该像素点的级联个数不受信号传送的限制,仅仅受限信号传输速度要求。 LED具有低电压驱动,环保节能,亮度高,散射角度大,一致性好,超低功率,超长寿命等优点。将控制电 路集成于LED上面,电路变得更加简单,体积小,安装更加简便。
1.png
2.png
3.PNG
4.png
5.png
二、造轮子
根据下图WS2812的时序,采用SPI+DMA的方式驱动,用一个字节的SPI数据来表示WS2812的一位数据,一个灯珠需要24位数据,多个灯珠可级联,数据依次转发。
时序.png
数据传输时间.png


搜狗截图20170331104244.png
搜狗截图20170331104254.png

SPI采用8位数据(1个字节),高位在前模式,频率为f Mbit/s,即f bit/us。则1个字节t=8/fus,T0H=n/8*t=n/f,其中n为SPI发送数据连续的“1”个数;WS2812B的一个数据“位”为0.95~1.55us,对于0码,高电平时间应为0.25us~0.55us,n/f应满足0.25<n/f<0.55;

配置1.png

时钟配置如下,需保证SPI的速度满足上面的计算要求:
配置2.png

配置3.png
开启DMA:
配置4.png

底层驱动写好了,就可以移植下应用了,我这里简单的移植了部分Adafruit_NeoPixel的函数库;

  1. void WS2812B_Init(void)//should >50us
  2. {
  3.   uint8_t ResCode[50]={0};
  4.   HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, ResCode, 50);
  5. }
  6. void PixelUpdate(void)//should >24us
  7. {
  8.   uint8_t rst[25]={0};
  9.   HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, rst, 25);
  10. }
  11. void Send_8bits(uint8_t dat)
  12. {
  13.   uint8_t i=0;
  14.   uint8_t CodeOne=0x7c;//3e
  15.   uint8_t CodeZero=0x70;//38

  16.   for (i=0;i<8;i++)
  17.   {
  18.     if(dat&0x80==0x80)
  19.     {
  20.       HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, &CodeOne, 1);
  21.     }
  22.     else
  23.     {
  24.       HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, &CodeZero, 1);
  25.     }
  26.     dat=dat<<1;
  27.   }
  28. }
  29. //G--R--B
  30. //MSB first        
  31. void Send_2811_24bits(uint8_t RData,uint8_t GData,uint8_t BData)
  32. {   
  33.   Send_8bits(GData);  
  34.   Send_8bits(RData);
  35.   Send_8bits(BData);
  36. }

  37. uint8_t rBuffer[PIXEL_MAX]={0};
  38. uint8_t gBuffer[PIXEL_MAX]={0};
  39. uint8_t bBuffer[PIXEL_MAX]={0};

  40. void SetPixelColor(uint16_t n, uint32_t c)
  41. {         
  42.   uint8_t i=0;

  43.   rBuffer[n]=(uint8_t)(c>>16);
  44.   gBuffer[n]=(uint8_t)(c>>8);
  45.   bBuffer[n]=(uint8_t)c;

  46.   for(i=0;i<;PIXEL_MAX;i++)
  47.   {                                                         
  48.     Send_2811_24bits(rBuffer,gBuffer,bBuffer);
  49.   }
  50.    PixelUpdate();
  51. }
复制代码

提供以下几个函数供调用:
搜狗截图20170331115723.png

只需把下图2个文件添加到自己的工程即可:
搜狗截图20170331115748.png

WS2812B LED模块一般由3个引脚,VCC要接5V,且要根据灯的个数选好电源,每个灯珠最大60mA,IN脚连接Gokit STM32底板的D11脚即MOSI(同样可以使用其他型号的STM32):
IMG_20170331_120115.jpg

最后可以看到如下效果:
IMG_20170331_120412.jpg IMG_20170331_120414.jpg IMG_20170331_120411.jpg IMG_20170331_120417.jpg IMG_20170331_120423.jpg IMG_20170331_120424.jpg IMG_20170331_120427.jpg IMG_20170331_120430.jpg
工程文件下载(包含STM32CubeMX生成的PDF版报告):
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发表于 2017-5-12 15:27:37 | 显示全部楼层
bigfanofloT 发表于 2017-5-10 15:58
提供的函数库rgb值就是的

谢谢解答,我调试了一下您的代码,在发送RGB值的时候,发现如果值为奇数,如:
setPixelColor(1, 101, 101, 101);是可以正确设置的,如果发送的是偶数值,如setPixelColor(1, 100, 101, 101);
则无法生效(R数据100没有生效)

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修改Send_8bits函数 将if(dat&0x80 == 0x80)修改位if(dat&0x80)  详情 回复 发表于 2017-12-1 18:33
你找找原因,颜色值101和100无区别  详情 回复 发表于 2017-5-12 17:58

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发表于 2017-9-15 15:29:45 | 显示全部楼层
最近也在调这个,160个,四排,给车前做的呼吸流水灯,一直是GPIO翻转的思路,结果STM32指令周期不确定,老是出现局部乱闪,看了这篇文章,豁然开朗,用硬件SPI做时序,应该稳定很多。另外看了PWM + DMA的方式,也可以实现,但资源占用应该比SPI + DMA多。

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楼主可以分享下你的作品吗?  详情 回复 发表于 2017-9-20 19:07

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发表于 2017-12-1 18:33:51 | 显示全部楼层
alexacc 发表于 2017-5-12 15:27
谢谢解答,我调试了一下您的代码,在发送RGB值的时候,发现如果值为奇数,如:
setPixelColor(1, 101, 10 ...

修改Send_8bits函数
将if(dat&0x80 == 0x80)修改位if(dat&0x80)

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发表于 2017-4-5 23:29:38 | 显示全部楼层
辛苦辛苦,跟随您的脚步

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发表于 2017-4-6 13:53:01 | 显示全部楼层
Thanks for your share.It's convenient for study stm32.

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发表于 2017-4-6 22:38:05 | 显示全部楼层
谢谢你拉,辛苦了。

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发表于 2017-4-10 23:54:06 | 显示全部楼层
教您5分钟接入机智云,实现傻瓜式开发
谢谢,辛苦了

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发表于 2017-4-17 16:42:32 | 显示全部楼层
而我却二无群切

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发表于 2017-4-20 17:41:56 | 显示全部楼层
撒哈哈工行卡号轧空韩国进口干

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发表于 2017-5-4 09:51:30 | 显示全部楼层
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真需要这个,谢谢!

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发表于 2017-5-10 15:35:40 | 显示全部楼层
请教一下楼主,亮度的等级0~~255怎么控制呢?

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提供的函数库rgb值就是的  详情 回复 发表于 2017-5-10 15:58
 楼主| 发表于 2017-5-10 15:58:40 | 显示全部楼层
alexacc 发表于 2017-5-10 15:35
请教一下楼主,亮度的等级0~~255怎么控制呢?

提供的函数库rgb值就是的
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 楼主| 发表于 2017-5-12 17:58:08 | 显示全部楼层
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alexacc 发表于 2017-5-12 15:27
谢谢解答,我调试了一下您的代码,在发送RGB值的时候,发现如果值为奇数,如:
setPixelColor(1, 101, 10 ...

你找找原因,颜色值101和100无区别
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发表于 2017-5-15 17:51:52 | 显示全部楼层
感謝分享@@@

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发表于 2017-5-19 16:22:21 来自手机 | 显示全部楼层
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