使用MCC配置SPI硬件驱动WS2812B灯环
本帖最后由 gaoyang9992006 于 2024-8-1 16:53 编辑#申请原创#
关于MCC提速的问题查看下面连接的帖子
https://bbs.21ic.com/icview-3393632-1-1.html
接下来一步一步从新建工程讲起
1、新建工程
2、选择MCC Melody
3、选择本次要使用的设备资源SPI_Host和DELAY
4、接下来对时钟进行配置，将SPI时钟速率设置为8MHz
点击左边Project Resources中的System下的Clock Control，右边会弹出上面界面选项卡，将Clock Source设置为HFINTOSC。
HF Internal Clock 选择为16Mhz，这样可以方便分频出8MHz,
Clock Divider 设置为1，主系统时钟不分频
点击左边Project Resources中的Drivers下的SPI_Host,在右边的设置选项卡做如下图中的设置，将Requested Speed（kHz）设置为8000
即设置到了8Mhz。这样脉宽的最小单位就是0.125us了。
5、接下来需要对IO选择，由哪个IO接口输出SPI数据。引脚的选择是有讲究的，不可随意指定引脚使用，首先你要确定该引脚是否被其他功能占用，这个要根据你的板子上的设计来看，如果是全新的设计，那么选择会更加自有一些。
这里要打开芯片的用户手册，找到引脚分配表一章节，本次要使用的是SPI，另外根据选择的元件封装找到对应的表格。
我们注意到这些备注为1的引脚的默认功能是指定了的，根据备注，可知这是一个可重新映射的PPS输入信号。输入函数可以从显示的默认位置移动到其他几个PORTx引脚之一。
其他横线的引脚为备注2的，在这些行中显示的所有数字输出信号都是PPS可重新映射的。这些信号可以映射到输出到几个PORTx引脚选项之一。我使用的是PIC18F16QQ41-CNANO开发板，因此应按照该开发板原理图，找到合适没有被占用的引脚来使用，我使用的引脚配置如下图所示：
6、驱动原理
要知道驱动原理，需要先知道WS2812B的驱动时序
每一个LED由24BIT数据驱动
数据的时序波形如下图所示
数据参数的定义
LED 灯珠主要根据高电平时间判断“0”码和“1”码。
高电平时间介于 200ns~410ns,IC 判断为“0”码,高电平时间介于 640ns~1000ns,判断为“1”码。
“0”码和“1”码的低电平代表此码结束，准备接收下一数据码。
由于我们配置的SPI时钟为8MHz,那么每一个脉宽为0.125us
对于“0”码的高电平时间，2个脉宽为0.25us即可满足要求，因此我们用具备2个脉宽高电平的数据表示0，这个数据就是:0xC0
对于“1”码的高电平时间，6个脉宽为0.75us即可满足要求，因此我们用具备6个脉宽高电平的数据表示1，这个数据就是:0xFC
明白了这个原理，就可以编写代码了。
7、代码编写
typedef struct COLOR
{
uint8_t redChannel;
uint8_t greenChannel;
uint8_t blueChannel;
} color_t;
void ws2812_send(unsigned char x)
{
for(int i=0;i<8;i++)
{
x<<=i;
if(x&0x80)
{
SPI1_ByteWrite(0xFC);
while(SPI1_IsTxReady()==false);
}
else
{
SPI1_ByteWrite(0xC0);
while(SPI1_IsTxReady()==false);
}
}
}
void WriteNeopixel(color_t const color)
{
ws2812_send(color.greenChannel);
ws2812_send(color.redChannel);
ws2812_send(color.blueChannel);
}另外我们只使用SDO的发送数据功能，因此我们要对函数SPI1_ByteWrite进行修改一下。
找到spi1.c文件
将函数修改为
void SPI1_ByteWrite(uint8_t byteData)
{
SPI1CON2 = (SPI1CON2 & ~(_SPI1CON2_SPI1RXR_MASK)) | (_SPI1CON2_SPI1TXR_MASK);
SPI1TCNTL = 1;
//Write input data to SPI transmit buffer register
SPI1TXB = byteData;
}即对SPI1CON2只设置为发送模式。
然后在main函数就可以使用上述函数对灯珠进行控制了。
#include "mcc_generated_files/system/system.h"
#include"mcc_generated_files/timer/delay.h"
#include"ws2812b.h"
//显示缓存，所有的变化操作都在这个数组进行
long led_buff_temp={0};
/*
Main application
*/
color_t neopixelsBuffer = {
{ 64, 100, 64 }, { 64, 64,0 }, {0, 64, 64 }, {0, 64,0 },
{ 64,0, 64 }, { 64,0,0 }, {0,0, 64 }, {30,10,2 },
{ 96, 96, 96 }, { 48, 48, 48 }, { 24, 24, 24 }, { 12, 24, 12 },
{36,36,6 }, {3,33,33 }, {16,16,1 }, {50,0,0 },
{6,60,6 }, {3,3,30 }, {10,1,10 }, {0,10,0 }
};
color_t temp_led;
int main(void)
{
SYSTEM_Initialize();
// If using interrupts in PIC18 High/Low Priority Mode you need to enable the Global High and Low Interrupts
// If using interrupts in PIC Mid-Range Compatibility Mode you need to enable the Global Interrupts
// Use the following macros to:
// Enable the Global Interrupts
//INTERRUPT_GlobalInterruptEnable();
// Disable the Global Interrupts
//INTERRUPT_GlobalInterruptDisable();
SPI1_Open(HOST_CONFIG);
//点亮
for(int i=0;i<20;i++) WriteNeopixel(neopixelsBuffer);
//色彩滚动
while(1)
{
temp_led.blueChannel =neopixelsBuffer.blueChannel;
temp_led.greenChannel=neopixelsBuffer.greenChannel;
temp_led.redChannel=neopixelsBuffer.redChannel;
for(int i=0;i<19;i++)
{
neopixelsBuffer.blueChannel=neopixelsBuffer.blueChannel;
neopixelsBuffer.greenChannel=neopixelsBuffer.greenChannel;
neopixelsBuffer.redChannel=neopixelsBuffer.redChannel;
}
neopixelsBuffer.blueChannel =temp_led.blueChannel;
neopixelsBuffer.greenChannel=temp_led.greenChannel;
neopixelsBuffer.redChannel=temp_led.redChannel;
DELAY_milliseconds(500);
for(int i=0;i<20;i++) WriteNeopixel(neopixelsBuffer);
}
}烧录程序，可以看到灯环上的20个彩色LED颜色滚动起来了。
效果
https://www.bilibili.com/video/BV1BCvbefER3?t=8.3
工程文件下载**** Hidden Message *****
看起来很不错，学习一下，看看附件。 很好的实现方式。 驱动WS2812， 是不是也可以使用CLC， 或者CLB （PIC6F31xx 系列上的）来实现？ 这样的话，代码量会少一些。 看起来很不错，学习一下 pzsh 发表于 2024-8-1 11:05
很好的实现方式。 驱动WS2812， 是不是也可以使用CLC， 或者CLB （PIC6F31xx 系列上的）来实现？ 这样的话 ...
嗯，好主意，我看看怎么用CLC实现。 驱动WS2812学习一下 #申请原创# 手把手教学，懂了，一步一步操作，就觉得挺容易的。看来不能省略一些细节步骤。 这个整挺好 SPI实现的原理看懂了，如果使用PWM该如何实现呢，如何控制PWM就生成1个周期的脉宽？这一点不懂，没操作过 参考 脉宽的最小单位是0.125us是为了做什么啊？ yellow555 发表于 2024-10-31 13:35
脉宽的最小单位是0.125us是为了做什么啊？
方便匹配这个通信协议的高低电平长度。 下载学习参靠一下。 这个灯珠挺好用的。 停止输出后是不是可以保持？ 火过一段时间的元件，现在好多彩色灯光用的这个。 有没有I2C的操作演示啊，参靠一下。 我想用I2C驱动OLED单色屏。 多少个LED都可以驱动吗