【赛元95F】三色流水灯的制作

只看该作者 · 2020-4-7 20:49

本帖最后由北斗stone 于 2020-4-7 20:51 编辑

   最近公司有个子项目用到了流水灯，正好看到赛元有开发板的活动，于是申请来一块板子进行验证。需求：一个DO控制WS2812串行三色彩灯进行控制，实现各种LED的各种亮灭模式。一个DI进行模式的执行。演示效果：https://v.youku.com/v_show/id_XNDYyMjYyNjE3Mg==.html?spm=a2hbt.13141534.app.5~5!2~5!2~5~5~5!2~5~5!2~5!2~5!2~5~5~A
   首先分析下WS2812芯片的工作模式：

一颗灯珠有RGB三色，每种颜色有8bit，共24bit。结合上图，笔者选用的时间为：T0H可选250ns，T0L可选750ns；T1H可选750ns，T1L可选250ns。所以一个bit耗费1us；24个bit即为24us，默认间隔为1us；则1ms时间可以点亮40个灯珠。10ms即可以点亮400颗串联型灯珠。笔者用到的灯珠约有140颗，因此10ms的定时器中断亮一帧140颗灯珠绰绰有余。

定时器初始化如下：

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void Timer_Init(void)

{ 

        TMCON = 0X00;  

        TMOD |= 0x01;

        TL0 = (65536 - 32000)%256; 

        TH0 = (65536 - 32000)/256;

        TR0 = 0;

        ET0 = 1;

        TR0 = 1;

        EA = 1;        

}

结合视频分析一下自己的代码，请各位提出宝贵建议：

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void timer0() interrupt 1

{

        TL0 = (65536 - 32000)%256;

        TH0 = (65536 - 32000)/256;

        P02 = ~P02;        

        Task_run(Task_Wait_Buffer,sizeof(Task_Wait_Buffer));

        switch(Blink_Task_Num)

        {

        case 0:break;

        case 1:Blink_Task_BeginToEnd();break;

        case 2:Blink_Task_EndToBegin();break;

        case 3:Blink_Task_MiddleToEdge();break;

        case 4:Blink_Task_Breath();break;

        default:break;

        }

}

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void Task_run(char Task_Buffer[],char len)

{

        char *p = Task_Buffer;

        static char i=0;

        if(Blink_Task_Num == 0)

        {

                Blink_Task_Num = p[i];

                if(i<len-1)

                {

                        i++;

                }

        }

}

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void Blink_Task_BeginToEnd()

{

        static short int j=0;

        int i;

        for(i=0;i<LED_NUM;i++)

        {

                if(i<=j&&i>j-LED_Blink_Len)

                        RGB_LED_Write_24Bits(0xffffff);

                else

                        RGB_LED_Write_24Bits(0x00);

        }

        j++;

        if(j>=LED_NUM+LED_Blink_Len)

        {

                j=0;

                Blink_Task_Num = 0;

        }

}

void Blink_Task_EndToBegin()

{

        static short int j=LED_NUM+LED_Blink_Len;

        int i;

        for(i=0;i<LED_NUM;i++)

        {

                if(i<j&&i>=j-LED_Blink_Len)

                        RGB_LED_Write_24Bits(0xffffff);

                else

                        RGB_LED_Write_24Bits(0x00);

        }

        j--;

        if(j<0)

        {

                j=LED_NUM+LED_Blink_Len;

                Blink_Task_Num = 0;

        }

}

void Blink_Task_MiddleToEdge()

{

        static short int j=0;

        int i;

        for(i=0;i<LED_NUM;i++)

        {

                if((i<j&&i>=j-LED_Blink_Len/2)||(i>=LED_NUM-j&&i<LED_NUM-j+LED_Blink_Len/2))

                        RGB_LED_Write_24Bits(0xffffff);

                else

                        RGB_LED_Write_24Bits(0x00);

        }

        j++;

        if(j>=(LED_NUM+LED_Blink_Len))

        {

                j=0;

                Blink_Task_Num = 0;

        }

}

void Blink_Task_Breath()

{

        static int j=0;

        static char dir = 1;

        int i;

        for(i=0;i<LED_NUM;i++)

        {

                RGB_LED_Write_24Bits((int)(j<<16|j<<8|j));

        }

        if(dir)

                j++;

        else

                j--;

        if(j>=255 && dir==1)

        {

                dir = 0;

        }

        if(j<0 && dir == 0)

        {

                j = 0;

                dir=1;

                Blink_Task_Num = 0;

        }

}

在定时器中断中，首先执行task_run，传入的buffer是流水灯的闪烁模式的顺序。每种模式的帧数取决于灯的数量，当前模式执行的帧数记录在静态变量中。然后根据全局变量获取当前是哪个task执行自己的task，task即为该灯的闪烁模式：从左到右，从右到左，中间到两边还是呼吸模式。

以下是底层函数，由于ns级定时8位机实在是没法搞，因此用了nop空操作。nop的数量是对着示波器测出来的。

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void RGB_LED_Write0()

{

        RGB_LED_HIGH;

        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

        _nop_();

        RGB_LED_LOW;

        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

        _nop_();_nop_();_nop_();

}

void RGB_LED_Write1()

{

        RGB_LED_HIGH;

        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

        RGB_LED_LOW;

        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

}

void RGB_LED_Write_Byte(char byte)

{

        char i;

        for(i=0;i<8;i++)

        {

                if(byte&0x80)

                {

                        RGB_LED_Write1();

                }

                else

                {

                        RGB_LED_Write0();

                }

                byte <<= 1;

        }

}

void RGB_LED_Write_24Bits(int RGB_Color)

{

        RGB_LED_Write_Byte((RGB_Color>>16)&0xff);

        RGB_LED_Write_Byte((RGB_Color>> 8)&0xff);

        RGB_LED_Write_Byte((RGB_Color    )&0xff);

}

加上一些头文件和常量的定义：

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#define         LED_NUM                        132

#define         LED_Blink_Len        25

#define                RGB_LED_HIGH        (P00 = 0x01)

#define         RGB_LED_LOW                (P00 = 0x00)



char Blink_Task_Num = 0;

char Task_Wait_Buffer[]        = {0,1,2,1,2,3,4,3,4,0};

char Task_Cut_Buffer[]         = {0,1,2,1,2,4};

灯条长度132个灯珠，每次闪烁的灯数量为25个；高低电平的信号；记录当前task和两个task的闪烁顺序。整个代码见附件。