Gokit STM32驱动WS2812B型RGB LED

bigfanofloT

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。

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。

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；

时钟配置如下，需保证ＳＰＩ的速度满足上面的计算要求：

开启DMA：

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. 
    
17.   for (i=0;i<8;i++)
    
18.   {
    
19.     if(dat&0x80==0x80)
    
20.     {
    
21.       HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, &CodeOne, 1);
    
22.     }
    
23.     else
    
24.     {
    
25.       HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, &CodeZero, 1);
    
26.     }
    
27.     dat=dat<<1;
    
28.   }
    
29. }
    
30. //G--R--B
    
31. //MSB first        
    
32. void Send_2811_24bits(uint8_t RData,uint8_t GData,uint8_t BData)
    
33. {   
    
34.   Send_8bits(GData);  
    
35.   Send_8bits(RData);
    
36.   Send_8bits(BData);
    
37. }
    
38. 
    
39. uint8_t rBuffer[PIXEL_MAX]={0};
    
40. uint8_t gBuffer[PIXEL_MAX]={0};
    
41. uint8_t bBuffer[PIXEL_MAX]={0};
    
42. 
    
43. void SetPixelColor(uint16_t n, uint32_t c)
    
44. {         
    
45.   uint8_t i=0;
    
46. 
    
47.   rBuffer[n]=(uint8_t)(c>>16);
    
48.   gBuffer[n]=(uint8_t)(c>>8);
    
49.   bBuffer[n]=(uint8_t)c;
    
50. 
    
51.   for(i=0;i<;PIXEL_MAX;i++)
    
52.   {                                                         
    
53.     Send_2811_24bits(rBuffer,gBuffer,bBuffer);
    
54.   }
    
55.    PixelUpdate();
    
56. }

复制代码

提供以下几个函数供调用：

只需把下图2个文件添加到自己的工程即可：

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）：

最后可以看到如下效果：

工程文件下载（包含STM32CubeMX生成的PDF版报告）：

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alexacc

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）

wdalfred

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。

不二

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)

郭庆帅

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maomaodemao

辛苦辛苦，跟随您的脚步

JumpHuang

Thanks for your share.It's convenient for study stm32.

智能小鸟

gogobody

谢谢你拉，辛苦了。

sndx168

谢谢，辛苦了

adiar

不错！！！！！！！！！！！！！！

疯狂的小白兔

而我却二无群切

Hom

谢谢

林学聪

撒哈哈工行卡号轧空韩国进口干

xuejg

66666666666

Mr.smile

感谢，顶

alexacc

真需要这个，谢谢！

alexacc

请教一下楼主，亮度的等级0~~255怎么控制呢？

bigfanofloT

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

bigfanofloT

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

pixyid4

感謝分享@@@

dnnliyv

感谢楼主分享！