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[MM32生态] 【EV Board (MM32L0136C7P)测评】+SPI轻松驱动WS2812

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 楼主| xiaoqi976633690 发表于 2022-12-4 10:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
spi, ws2812, 幻彩灯
本帖最后由 xiaoqi976633690 于 2022-12-4 10:38 编辑

MM32F0136  SPI轻松驱动WS2812
#申请原创#

本例程通过使用SPI2外设，波特率设置为8mhz，驱动WS2812。


  • 初始化GPIO_PIN
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  1. void BOARD_InitPins(void)
    

  2. {
    

  3.     GPIO_Init_Type gpio_init;
    


  4. 

  5.     /* PA3 - UART2_RX. */
    

  6.     gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_3;
    

  7.     gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_In_Floating;
    

  8.     gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  9.     GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init);
    

  10.     GPIO_PinAFConf(GPIOA, gpio_init.Pins, GPIO_AF_1);
    


  11. 

  12.     /* PA2 - UART2_TX. */
    

  13.     gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_2;
    

  14.     gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_AF_PushPull;
    

  15.     gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  16.     GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init);
    

  17.     GPIO_PinAFConf(GPIOA, gpio_init.Pins, GPIO_AF_1);
    


  18. 

  19.     /* PB14 - SPI2_MISO. */
    

  20.     gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_14;
    

  21.     gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_In_Floating;
    

  22.     gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  23.     GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init);
    

  24.     GPIO_PinAFConf(GPIOB, gpio_init.Pins, GPIO_AF_0);
    


  25. 

  26.     /* PB15 - SPI2_MOSI. */
    

  27.     gpio_init.Pins  = GPIO_PIN_15;
    

  28.     gpio_init.PinMode  = GPIO_PinMode_AF_PushPull;
    

  29.     gpio_init.Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  30.     GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init);
    

  31.     GPIO_PinAFConf(GPIOB, gpio_init.Pins, GPIO_AF_0);
    

  32. }

   2.SPI外设初始化

复制
  1. void SPI_1Lines_HalfDuplex_Init(void)
    

  2. {
    


  3. 

  4.     /* Setup SPI module. */
    

  5.     SPI_Master_Init_Type spi_init;
    

  6.     spi_init.ClockFreqHz = BOARD_LOOP_SPI_FREQ;//24MHZ
    

  7.     spi_init.BaudRate = BOARD_LOOP_SPI_BAUDRATE;//8MHZ
    

  8.     spi_init.XferMode = SPI_XferMode_TxRx;
    

  9.     spi_init.PolPha = SPI_PolPha_Alt3;
    

  10.     spi_init.DataWidth = SPI_DataWidth_8b;
    

  11.     spi_init.LSB = false;
    

  12.     spi_init.AutoCS = true;
    

  13.     SPI_InitMaster(BOARD_LOOP_SPI_PORT, &spi_init);
    


  14. 

  15.     /* Enable SPI. */
    

  16.     SPI_Enable(BOARD_LOOP_SPI_PORT, true);
    


  17. 

  18. }


这里我们将SPI 频率设置为8Mhz从下图可以看出每bit占用125ns 一个byte是8x125=1000ns  
根据时序我们将
1110 0000 即0xE0 表示为WS2812的0
1111 1000 即0xF8 表示为WS2812的1
这里5个bit的1 实际是5*125=625 实际是不符合850ns的但是可以用。试过设置SPI频率的6mhz的话也就是每bit 166.666ns 但是所有数据都被识别为1，ws2812全部亮了。
15265638c07efb9349.png 81947638c08083e887.png

   3.时钟初始化

复制
  1. void BOARD_InitBootClocks(void)
    

  2. {
    

  3.     CLOCK_ResetToDefault();
    

  4.     CLOCK_BootToHSE48MHz();
    


  5. 

  6.     /* UART2. */
    

  7.     RCC_EnableAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_UART2, true);
    

  8.     RCC_ResetAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_UART2);
    


  9. 

  10.     /* SPI2. */
    

  11.     RCC_EnableAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_SPI2, true);
    

  12.     RCC_ResetAPB1Periphs(RCC_APB1_PERIPH_SPI2);
    


  13. 

  14.     /* GPIOA. */
    

  15.     RCC_EnableAHBPeriphs(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA, true);
    

  16.     RCC_ResetAPB1Periphs(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA);
    


  17. 

  18.     /* GPIOB. */
    

  19.     RCC_EnableAHBPeriphs(RCC_AHB_PERIPH_GPIOB, true);
    

  20.     RCC_ResetAPB1Periphs(RCC_AHB_PERIPH_GPIOB);
    

  21. }
  4.WS2812驱动代码WS2812.C
复制
  1. /*
    

  2.  * WS2812.C
    

  3.  *
    

  4.  *  Created on: 2021年10月9日
    

  5.  *      Author: Administrator
    

  6.  */
    


  7. 

  8. #include "board_init.h"
    

  9. #include "WS2812.H"
    


  10. 

  11. /*******************************************************************************
    

  12.  * Function Name  : SPI_1Lines_HalfDuplex_Init
    

  13.  * Description    : Configuring the SPI for half-duplex communication.
    

  14.  * Input          : None
    

  15.  * Return         : None
    

  16.  *******************************************************************************/
    

  17. u32 ws2812_led[led_cout]; //灯珠数量 一个存储24位rgb颜色
    

  18. void SPI_1Lines_HalfDuplex_Init(void)
    

  19. {
    


  20. 

  21.     /* Setup SPI module. */
    

  22.     SPI_Master_Init_Type spi_init;
    

  23.     spi_init.ClockFreqHz = BOARD_LOOP_SPI_FREQ;//24MHZ
    

  24.     spi_init.BaudRate = BOARD_LOOP_SPI_BAUDRATE;//8MHZ
    

  25.     spi_init.XferMode = SPI_XferMode_TxRx;
    

  26.     spi_init.PolPha = SPI_PolPha_Alt3;
    

  27.     spi_init.DataWidth = SPI_DataWidth_8b;
    

  28.     spi_init.LSB = false;
    

  29.     spi_init.AutoCS = true;
    

  30.     SPI_InitMaster(BOARD_LOOP_SPI_PORT, &spi_init);
    


  31. 

  32.     /* Enable SPI. */
    

  33.     SPI_Enable(BOARD_LOOP_SPI_PORT, true);
    


  34. 

  35. }
    

  36. void WS2812_SET0(void)
    

  37. {
    

  38.     while ( SPI_STATUS_TX_FULL & SPI_GetStatus(BOARD_LOOP_SPI_PORT) )
    

  39.     {}
    

  40.     SPI_PutData(BOARD_LOOP_SPI_PORT, 0xE0);//1110 0000
    

  41. }
    


  42. 

  43. void WS2812_SET1(void)
    

  44. {
    

  45.     while ( SPI_STATUS_TX_FULL & SPI_GetStatus(BOARD_LOOP_SPI_PORT) )
    

  46.     {}
    

  47.     SPI_PutData(BOARD_LOOP_SPI_PORT, 0xF8);//1111 1000
    

  48. }
    


  49. 

  50. void Ws2812_Rest(void)
    

  51. {
    

  52.         u8 i = 60;
    

  53.         while (i) //0.444*200=88.8us
    

  54.         {
    

  55.                     while ( SPI_STATUS_TX_FULL & SPI_GetStatus(BOARD_LOOP_SPI_PORT) )
    

  56.     {}
    

  57.     SPI_PutData(BOARD_LOOP_SPI_PORT, 0x00);
    

  58.                 i--;
    

  59.         }
    

  60. }
    


  61. 

  62. void ws2812_rgb(u8 ws_num, u8 r, u8 g, u8 b)
    

  63. {
    


  64. 

  65.         u32 grb = 0;
    

  66.         grb = g;
    

  67.         grb <<= 8;
    

  68.         grb |= r;
    

  69.         grb <<= 8;
    

  70.         grb |= b;
    

  71.         ws2812_led[ws_num] = grb;
    

  72.         //ws2812_rx(64);
    

  73. }
    

  74. //填充LED
    

  75. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count, u8 r, u8 g, u8 b)
    

  76. {
    

  77.         u8 i;
    

  78.         u32 grb = 0;
    

  79.         grb = g;
    

  80.         grb <<= 8;
    

  81.         grb |= r;
    

  82.         grb <<= 8;
    

  83.         grb |= b;
    

  84.         for (i = 0; i < ws_count; i++)
    

  85.         {
    

  86.                 ws2812_led[i] = grb;
    

  87.         }
    

  88.         
    

  89. }
    


  90. 

  91. void ws2812_save(u8 ws_number, u8 r, u8 g, u8 b)
    

  92. {
    

  93.         u32 grb = 0;
    

  94.         grb = g;
    

  95.         grb <<= 8;
    

  96.         grb |= r;
    

  97.         grb <<= 8;
    

  98.         grb |= b;
    

  99.         ws2812_led[(ws_number - 1)] = grb;
    

  100. }
    


  101. 

  102. /****************将保存的数组RGB数据发送到所有LED*******/
    

  103. /******************************************************/
    

  104. void ws2812_rx(u8 led_count)
    

  105. {
    

  106.         u8 a, i;
    

  107.         for (a = 0; a < led_count; a++)
    

  108.         {
    

  109.                 for (i = 0; i < 24; i++)
    

  110.                 {
    

  111.                         if ((ws2812_led[a] & 0x800000) == 0)
    

  112.                                 WS2812_SET0();
    

  113.                         else
    

  114.                                 WS2812_SET1();
    

  115.                         ws2812_led[a] <<= 1;
    

  116.                 }
    

  117.         }
    

  118.         Ws2812_Rest();
    

  119. }
    


  120. 

  121. void ws2812_clear_all(u8 ws_count)
    

  122. {
    

  123.         u8 i;
    

  124.         u32 grb = 0;
    

  125.         for (i = 0; i < ws_count; i++)
    

  126.         {
    

  127.                 ws2812_led[i] = grb;
    

  128.         }
    


  129. 

  130. }
    


  131. 


  132.
复制
  1. /*
    

  2.  * WS2812.H
    

  3.  *
    

  4.  *  Created on: 2021年10月9日
    

  5.  *      Author: Administrator
    

  6.  */
    


  7. 

  8. #ifndef USER_WS2812_H_
    

  9. #define USER_WS2812_H_
    

  10. #include "board_init.h"
    


  11. 

  12. #define led_cout 64
    

  13. #define WS_ARRAY_SIZE (led_cout*3)
    


  14. 


  15. 

  16. typedef  unsigned char u8;
    

  17. typedef  unsigned int u32;
    


  18. 

  19. void SPI_1Lines_HalfDuplex_Init(void);
    

  20. void WS2812_SET0(void);
    

  21. void WS2812_SET1(void);
    

  22. void Ws2812_Rest(void);
    

  23. //设置第ws_num个灯珠的颜色rgb
    

  24. void ws2812_rgb(u8 ws_num, u8 ws_r, u8 ws_g, u8 ws_b);
    


  25. 

  26. //设置前ws_count个灯珠颜色为rgb
    

  27. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count, u8 ws_r, u8 ws_g, u8 ws_b);
    


  28. 

  29. //将最新的ws_data[]数组中的值发送至WS2812B模块
    

  30. //void ws2812_refresh(u8 ws_count);
    


  31. 

  32. //将rgb颜色值保存到第ws_number位数组内
    

  33. void ws2812_save(u8 ws_number, u8 r, u8 g, u8 b);
    


  34. 

  35. //数组中的值发送至WS2812B模块
    

  36. void ws2812_rx(u8 led_count);
    

  37. //关闭所有LED
    

  38. void ws2812_clear_all(u8 ws_count);
    


  39. 

  40. #endif /* USER_WS2812_H_ */
   main函数
复制
  1. /*
    

  2.  * Copyright 2021 MindMotion Microelectronics Co., Ltd.
    

  3.  * All rights reserved.
    

  4.  *
    

  5.  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
    

  6.  */
    

  7. #include "board_init.h"
    

  8. #include "WS2812.H"
    


  9. 


  10. 

  11. #define APP_SPI_BUF_LEN 16u /* SPI buffer for SPI tx. */
    

  12. #define BOARD_DELAY_COUNT     10000u
    


  13. 


  14. 


  15. 

  16. void app_delay(uint32_t delay)
    

  17. {
    

  18.     for (uint32_t i = 0u; i < delay; i++)
    

  19.     {
    

  20.         for (uint32_t j = 0u; j < BOARD_DELAY_COUNT; j++)
    

  21.         {
    

  22.             __NOP();
    

  23.         }
    

  24.     }
    

  25. }
    


  26. 

  27. int main(void)
    

  28. {
    

  29.     BOARD_Init();
    

  30.     printf("spi_master_basic example.\r\n");
    

  31.     /* Setup spi. */
    

  32.     SPI_1Lines_HalfDuplex_Init();
    

  33.                 Ws2812_Rest();
    

  34.                 ws2812_rgb_all(8,1,0,0);
    

  35.                 ws2812_rx(8);
    

  36.     while (1)
    

  37.     {
    

  38.                         ws2812_rgb_all(8,3,0,0);//将8颗LED的R,G,B的值写入缓存
    

  39.                         ws2812_rx(8);//发送LED数据并显示
    

  40.       app_delay(80);
    

  41.                         
    

  42.                   ws2812_rgb_all(8,2,1,0);//橙
    

  43.                         ws2812_rx(8);
    

  44.                         app_delay(80);
    

  45.                         
    

  46.                         ws2812_rgb_all(8,2,2,0);//黄
    

  47.                         ws2812_rx(8);
    

  48.                         app_delay(80);                
    

  49.                         
    

  50.                         ws2812_rgb_all(8,0,3,0);//绿
    

  51.                         ws2812_rx(8);
    

  52.                         app_delay(80);                                
    

  53.                         
    

  54.                         ws2812_rgb_all(8,0,3,3);//青
    

  55.                         ws2812_rx(8);
    

  56.                         app_delay(80);                                
    

  57.                         
    

  58.                         ws2812_rgb_all(8,0,0,3);//绿
    

  59.                         ws2812_rx(8);
    

  60.                         app_delay(80);                        
    

  61.                         
    

  62.                         ws2812_rgb_all(8,3,0,3);//绿
    

  63.                         ws2812_rx(8);
    

  64.                         app_delay(80);
    

  65.                         
    

  66.                         
    

  67.                         ws2812_rgb(0,3,0,0);
    

  68.                         ws2812_rgb(1,3,2,0);
    

  69.                         ws2812_rgb(2,2,3,0);
    

  70.                         ws2812_rgb(3,0,3,0);
    

  71.                         ws2812_rgb(4,0,3,2);
    

  72.                         ws2812_rgb(5,0,0,3);
    

  73.                         ws2812_rgb(6,3,0,3);
    

  74.                         ws2812_rgb(7,3,0,0);
    

  75.                         ws2812_rx(8);
    

  76.                         app_delay(1000);        
    

  77.                         
    

  78.                         //printf("spi_master_basic example.\r\n");
    


  79. 

  80.     }
    

  81. }
    


  82. 


  83. 


  84. 


  85.
显示效果，忽略中间有一个坏掉了
56218638c065ea1f5c.png
spi_master_basic.zip (305 KB, 下载次数: 8)





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kkzz 发表于 2022-12-6 12:48 | 显示全部楼层
完美的做法，会不会收到中断的干扰呢？
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febgxu 发表于 2022-12-6 14:18 | 显示全部楼层
这个效果好，时间控制的非常精确了。
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iyoum 发表于 2022-12-6 18:28 | 显示全部楼层
这个不能使用spi+dma的形式吗？
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 楼主| xiaoqi976633690 发表于 2022-12-6 20:17 | 显示全部楼层
iyoum 发表于 2022-12-6 18:28
这个不能使用spi+dma的形式吗？

可以用dma的，我这个没有做上来
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weifeng90 发表于 2022-12-8 18:00 来自手机 | 显示全部楼层
用PWM驱动比较实用
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10299823 发表于 2022-12-9 22:31 | 显示全部楼层
延时可以驱动WS2812吗？              
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xu@xupt 发表于 2022-12-10 13:22 | 显示全部楼层
感谢分享
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tpgf 发表于 2023-1-3 10:36 | 显示全部楼层
WS2812也是非常经典的spi驱动的灯带芯片了
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nawu 发表于 2023-1-3 11:07 | 显示全部楼层
如果用延时驱动ws2812的话 就太浪费资源了
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aoyi 发表于 2023-1-3 11:15 | 显示全部楼层
WS2812RGBWS2812/2811只需一根信号线就能控制灯带上所有led
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zljiu 发表于 2023-1-3 11:24 | 显示全部楼层
WS2812通过简单的外部接口、特有的级联方案便于利用MCU完成多个LED控制,极大简化了LED控制接口
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gwsan 发表于 2023-1-3 11:55 | 显示全部楼层
WS2812B-2020是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源;其外型采用最新的molding封装工艺
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tfqi 发表于 2023-1-3 12:04 | 显示全部楼层
WS2812芯片是采用单线归零码的通讯方式
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Jacquetry 发表于 2023-1-5 17:14 | 显示全部楼层
iyoum 发表于 2022-12-6 18:28
这个不能使用spi+dma的形式吗？

可以用dma
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timfordlare 发表于 2023-1-9 17:32 | 显示全部楼层
dma+spi组合最佳了。              
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cemaj 发表于 2023-1-9 17:40 | 显示全部楼层
这个spi的速度怎么样              
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jonas222 发表于 2023-1-10 19:49 | 显示全部楼层
可以使用延时进行判断的。              
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i1mcu 发表于 2023-1-10 20:59 | 显示全部楼层
这个可以移植arduino的库吗？
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kkzz 发表于 2023-1-10 21:38 | 显示全部楼层
需要连续使用spi写入数据吗？最大支持多少个led？
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