新定义MCU开发板测评 WS281X幻彩灯和PWM勾搭在一起才最配

只看该作者 · 2022-11-27 16:26

本帖最后由 6552918 于 2022-11-29 21:04 编辑

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常用的幻彩LED灯有WS2812B和WS2811等，下面我介绍一下使用RD8T36P驱动WS2812B
先来看一下WS2812B的技术介绍

看以看出，码元周期是1.25us（800K）

WS2812B只需要一个管脚即可进行数据传输。
常见的驱动方式如下

----	优点	缺点
驱动方式	IO驱动方式	控制简单，控制灵活	驱动周期容易被打断，容易显示出错
	SPI查询方式	控制较简单	占用管脚多，受SPI时钟限制，有时无法达到最大速度
	SPI中断方式	控制较简单，可以尽量不受中断干扰（需配置为最高优先级）	占用管脚多，受SPI时钟限制，有时无法达到最大速度
	SPI+DMA方式	不受中断干扰,可以减轻CPU负担	控制复杂,占用管脚多，受SPI时钟限制，有时无法达到最大速度
	PWM查询方式	可以灵活配置驱动频率，可以最大速度驱动	控制较复杂，容易被中断干扰，容易显示出错
	PWM中断方式	可以灵活配置驱动频率，可以最大速度驱动，可以尽量不受中断干扰（需配置为最高优先级）	控制较复杂
	PWM+DMA方式	不受中断干扰，可以最大速度驱动，,可以减轻CPU负担	控制复杂

由于RD8T36P是8051内核，没有DMA，所以我采用了IO和PWM方式
相关初始化如下：

在PWM初始化中发现一处库函数错误
PWM_PolarityConfig(PWM30,PWM_POLARITY_INVERT);

另外，还有个编程上的问题需要注意一下。

void WS281x_Show(void)实现了各种控制方式的输出啊，相关说明如下

由于PWM3输出和TIM3共用中断，所以在TM3中断中添加先关PWM处理函数

使用GPIO方式驱动，需要将WS281X.h内的PWM_IRQ宏和WS2812_GPIO_Mode宏关闭

使用GPIO驱动WS2812B波形如下

IO控制0码周期

代码和波形对应关系

IO控制1码周期

代码和波形对应关系
低电平维持时间是由代码执行时间决定的，所以低电平后没有加延时

准备使用PWM驱动时，发现如下问题
最高速度800K（周期1.25us）时PWM输出和进入中断处理时间关系

PWM周期为1.25，占空比为50%是PWM管脚输出

周期为1.25时，进中断周期为3us左右

从上述波形来看，在PWM周期为1.25us情况下，进中断的时间需要1.5us多，无法实现在一个PWM周内处理完前一个PWM的中断。也就是无法实现中断方式让PWM在800K频率下驱动WS2812（800K是WS2812的最大速度）
为了实现使用PWM驱动WS2812B，我牺牲驱动速度，将速度降到位200K（5us）
PWM模式1码和0码的占空比对应的时间