【AT-START-M412测评】TIM+DMA方式驱动WS2812色环

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TIM3+DMA方式驱动WS2812色环

WS2812介绍

WS2812智能LED通过单线NRZ(Non-Return-to-Zero)通信协议传输数据，每个LED需要接收24位(3字节)数据，分别对应G(绿色)、R(红色)、B(蓝色)三种颜色的亮度值(每种颜色8位)。

2.WS2812通信时序详解

典型时序参数：

• 逻辑"1": 高电平约800ns，低电平约450ns
• 逻辑"0": 高电平约400ns，低电平约850ns
• 每个bit周期固定为1.25μs (±150n）
  

3.通信思路

定时器+PWM实现：

• 使用PWM占空比区分逻辑1和逻辑0
• 设置PWM周期为1.25μs
• 逻辑1：占空比64%(800ns高电平)
• 逻辑0：占空比32%(400ns高电平)
  

4.AT32_Work_Bench工程配置

• 配置TIM3通道一，设置定时器周期
  

• DMA设置
  

• 开启DMA传输中断
  

5.生成工程

定义WS2812.h文件

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#ifndef __WS2812_H

#define __WS2812_H



#include "at32m412_416.h"   // 使用AT32 MCU的硬件驱动头文件



// ====================

// 硬件相关配置定义

// ====================



/* WS2812数据位时序定义 */

#define RGB_led_bit_1       121  // 逻辑"1"的PWM比较值

#define RGB_led_bit_0       61   // 逻辑"0"的PWM比较值



/* LED灯带配置 */

#define led_data_length     24   // 每个LED需要24位数据(GRB各8位)

#define RGB_PIXEL_NUM       24   // 最大支持LED数量



// ====================

// 数据结构定义

// ====================



/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] WS2812数据缓冲区的联合体定义

 * 

 * 使用二维数组存储所有LED的24位数据:

 * - 第一维: LED索引(0~RGB_PIXEL_NUM-1)

 * - 第二维: 24位数据(8位G + 8位R + 8位B)

 */

typedef union _rgbPixelBuffer {

    uint16_t All_Buffer[RGB_PIXEL_NUM][led_data_length];

} RGB_PixelBuffer, *PRGB_PixelBuffer;



// ====================

// 全局变量声明

// ====================



extern RGB_PixelBuffer RGB_Buffer;  // 全局数据缓冲区



// ====================

// 函数声明

// ====================



void WS2812_Update(void);

void RGB_Write_Led_Bit(uint32_t RGB, uint16_t Index);

void RGB_Write_Led_Bit_AllLedSame(uint32_t RGB, uint16_t numLeds);



#endif /* __WS2812_H */

定义WS2812.c文件

复制

#include "ws2812.h"



 RGB_PixelBuffer RGB_Buffer={0}; 



/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  设置特定LED的RGB颜色。

  * @param  RGB: 组合后的RGB颜色值，格式为0x00RRGGBB。

  * @param  Index: 要写入的LED索引。

  * @retval None.

  */ 

void RGB_Write_Led_Bit(uint32_t RGB, uint16_t Index) {

    uint16_t led_index = Index;

    uint8_t  green= (RGB >> 16);  

    uint8_t  red= (RGB >> 8);  

    uint8_t blue = RGB;        

    for (uint8_t n = 0; n < 8; n++) {

        RGB_Buffer.All_Buffer[led_index][0 * 8 + n] = (red & (0x80 >> n)) ? RGB_led_bit_1 : RGB_led_bit_0;

        RGB_Buffer.All_Buffer[led_index][1 * 8 + n] = (green & (0x80 >> n)) ? RGB_led_bit_1 : RGB_led_bit_0;

        RGB_Buffer.All_Buffer[led_index][2 * 8 + n] = (blue & (0x80 >> n)) ? RGB_led_bit_1 : RGB_led_bit_0;

    }

}





 /**

  * @brief  同时点亮所有LED为相同的RGB颜色。

  * @param  RGB: 组合后的RGB颜色值，格式为0x00RRGGBB。

  * @param  numLeds: LED的数量。

  * @retval None.

  */

void RGB_Write_Led_Bit_AllLedSame(uint32_t RGB, uint16_t numLeds) {

    for (uint16_t i = 0; i < numLeds; i++) {

        RGB_Write_Led_Bit(RGB, i); 

    }

}



// 启动DMA传输

void WS2812_Update(void) {

            if((dma_data_number_get(DMA1_CHANNEL1) != 0))

                {

                        return;

                }else

                {

                         tmr_channel_value_set(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_1, 0);                

             tmr_counter_enable(TMR3, FALSE);

             dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, FALSE);

             dma_data_number_set(DMA1_CHANNEL1, (RGB_PIXEL_NUM * 24)); 

                         dma_interrupt_enable(DMA1_CHANNEL1, DMA_FDT_INT, TRUE);                         

                         tmr_dma_request_enable(TMR3, TMR_C1_DMA_REQUEST, TRUE);        

             dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, TRUE);

       tmr_counter_enable(TMR3, TRUE); 

                }                        

}

DMA中断处理

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void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)

{

  /* add user code begin DMA1_Channel1_IRQ 0 */

    if (dma_flag_get(DMA1_FDT1_FLAG) != RESET)

    {

                          tmr_dma_request_enable(TMR3, TMR_C1_DMA_REQUEST, FALSE);

                                tmr_channel_value_set(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_1, 0);

        dma_channel_enable(DMA1_CHANNEL1, FALSE); 

                          dma_flag_clear(DMA1_FDT1_FLAG);

    }  

  /* add user code end DMA1_Channel1_IRQ 0 */

  /* add user code begin DMA1_Channel1_IRQ 1 */



  /* add user code end DMA1_Channel1_IRQ 1 */

}

6.波形检查（符合时序要求）

7.点亮效果