一款51单片机SPI驱动WS2812的经验分享

只看该作者 · 2023-7-31 10:41

本帖最后由 lilijin1995 于 2023-8-13 21:09 编辑

引言： 其实个人觉得本贴子也没啥创新的地方，只是做了一些移植工作，关于一些经验分享，如果无兴趣阅读，请直接跳过，勿网暴！

背景：
这次使用的是某品牌的51单片机，系统时钟频率12Mhz，SPI最高可以系统的2分频，得到6Mhz的SPI时钟频率；基本能满足WS2812的时序要求；

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void InitSPI(void)

{

        FCTR &= ~ SPIFTR;                

        SPICFG |= 0x50;

        SPICTL = 0x00;

        // f SCK= SYSCLK / 2*( SPICKR +1 ) SPI Ê±ÖÓ 12M/2*(0+1)=6Mhz

        SPISCR = 0;

        SPI_EN();

}

正文接下来我们看一个WS2812彩虹轮盘的实现代码：

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void ws281x_rainbowCycle(void) {



   u16 i, j;



  for(j=0; j<256*5; j++) { // 5 cycles of all colors on wheel

    for(i=0; i< PIXEL_NUM; i++) {

      ws281x_setPixelColor(i,ws281x_wheel(((i * 256 / PIXEL_NUM) + j) & 255));                        

    }

     ws281x_show();                        

     DelayMS(10);

  }

}

大家应该发现了，基本不变，还是同样的配方，同样的味道

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void ws281x_setPixelColor(u16 n ,u32 GRBcolor)



{

  u8 i;

  if(n < PIXEL_NUM)

  {

    for(i = 0; i < 24; ++i)



    {

      pixelBuffer[n][i] = (((GRBcolor << i) & 0X800000) ? WS_HIGH : WS_LOW);

    }

  }

}

另外的ws281x_wheel就是渐变算法的实现；

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unsigned long ws281x_color(u8 red, u8 green, u8 blue)

{

    return ((unsigned long)green << 16) | ((unsigned long)red << 8) | blue;

}





// Input a value 0 to 255 to get a color value.



// The colours are a transition r - g - b - back to r.

u32 ws281x_wheel(u8 wheelPos) {



  wheelPos = 255 - wheelPos;



  if(wheelPos < 85) {



    return ws281x_color(255 - wheelPos * 3, 0, wheelPos * 3);



  }



  if(wheelPos < 170) {



    wheelPos -= 85;



    return ws281x_color(0, wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3);



  }



  wheelPos -= 170;



  return ws281x_color(wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3, 0);



}

这里需要注意以下，ws281x_color，这里面一定要强制转换先；一开始我是这样写的，如下：

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uint32_t WS281x_Color(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue) { return green << 16 | red<< 8 | blue; }

但是C51里面不行，这样的效果是只有红蓝色，丢失了绿色；
在这里我直接chatGPT，直接问了C51怎么实现uint32_t WS281x_Color(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue) { return green << 16 | red<< 8 | blue; }这个代码，最后采得到
((unsigned long)green << 16) | ((unsigned long)red << 8) | blue;
下载验证与预期效果一致；
在这里还需要注意一些时序问题，其实WS2812只要高电平的时序满足了，基本可以实现驱动点亮RGB了，因为我的时序是这样设置的，如下：

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#define PIXEL_NUM 16

#define WS_HIGH 0XF8

#define WS_LOW  0XC0

u8 xdata pixelBuffer[PIXEL_NUM][24] ;

正常的话，我应该是
#define WS_HIGH 0XF0
#define WS_LOW 0XC0

但我用逻辑分析仪抓到的高电平时间并不满足要求，所以这里设置成了0xF8;毕竟没有DMA，而我们的低电平时间更加不满足了；
大家可以看我的数据刷新代码：ws281x_show

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void ws281x_show(void)

{

        u8 n,i;

        for(n = 0; n < PIXEL_NUM; n++)

  {



    for(i = 0; i < 24; ++i)



    {

                        SPIDAT = pixelBuffer[n][i]; 

                        //SPIDAT=WS_LOW;

            while (!SPIF);

                        

                                SPIF = 0;        

                }                        

  }                        



                

}