【G32A1465开发板测评】2.驱动WS2812B色环

只看该作者 · 2024-12-26 22:23

本帖最后由阿源玩电子于 2024-12-27 10:30 编辑

#申请原创# #有奖活动# #申请开发板# 一、硬件介绍
1. WS2812B通常由多个LED组成，每个LED都可以独立控制，常见的连接方式如下：

电源（VCC和GND）：WS2812B需要一个稳定的5V电源供电。为了保证色环稳定运行，电源应该足够强大,这里我使用额外的电源对色环进行供电。
控制线：根据开发板的I/O资源，可以选择任意一个GPIO口来控制WS2812B。

2. WS2812B 使用一种基于时间的协议来传输数据。数据通过单线传输，每个数据包包含一个 LED 的颜色信息，数据格式是逐位传输，每个 LED 需要 24 位数据。

每个 LED：需要 24 位数据，分为 3 个字节（8 位每个），对应颜色通道：红色 (R)、绿色 (G)、蓝色 (B)，数据顺序为：GRB。
1 个 LED 数据格式：G：8 bits (字节) R：8 bits (字节) B：8 bits (字节)

3. 数据位:WS2812B 的每个数据位都有严格的时序要求，特别是高电平和低电平的时间。
数据的传输基于如下的时序规则

逻辑 1 (高电平)：
高电平持续约 0.65 微秒
低电平持续约 1.15 微秒
逻辑 0 (低电平)：
高电平持续约 0.20 微秒
低电平持续约 0.55 微秒

通过这种方式，控制信号可以传递 0 和 1，1 和 0 的组合来表示数据。
二、驱动介绍
1. 我准备直接使用PC5,进行翻转来模拟WS2812B时序，定义一个数组用来储存灯珠数据

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#define Flow_led_num 26 // 流动LED灯的数量

#define led_data_lenght 24 // WS2812的数据长度

uint8_t Flow_led_buffer[Flow_led_num * led_data_lenght] = {0};

2.初始化GPIOC_5

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void Flow_led_init(void)

{

          CLOCK_SYS_ConfigModuleClock(PMC_CLK, NULL);

          PINS_SetMuxModeSel(PMC, 5U, PM_MUX_AS_GPIO);

          PINS_SetPinIntSel(PMC, 5U, PM_DMA_INT_DISABLED);

          PINS_SetPins(GPIOC, 1U << 5U);

          PINS_SetPinDir(GPIOC, 5U, 1U);

}

3.延时函数以及数据发送函数

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void delay(uint32_t time) {

    // 精确延时函数，替代 __NOP()，根据系统时钟来控制延时

    for (uint32_t i = 0; i < time; i++) {

        __NOP();

    }

}



void Flow_led_send(void) {

    // 遍历 Flow_led_buffer

    for (int i = 0; i < sizeof(Flow_led_buffer); i++) {

        if (Flow_led_buffer[i]) {

            // 发送 '1'

            GPIOC->PLLOS.reg = 1U << 5U;  // 设置高电平

            delay(9);  // 延时，调节延时以满足硬件时序要求

            GPIOC->PLLOC.reg = 1U << 5U;  // 设置低电平

            delay(3);  // 延时

        } else {

            // 发送 '0'

            GPIOC->PLLOS.reg = 1U << 5U;  // 设置高电平

            delay(3);  // 延时，调节延时以满足硬件时序要求

            GPIOC->PLLOC.reg = 1U << 5U;  // 设置低电平

            delay(9);  // 延时

        }

    }

}

4.HSV转RGB算法

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void hsv_to_rgb(float hue, float saturation, float value, uint8_t *r, uint8_t *g, uint8_t *b) {

    float c = value * saturation;  // Chroma

    float x = c * (1 - fabs(fmod(hue / 60.0, 2) - 1));

    float m = value - c;



    float r_prime, g_prime, b_prime;



    if (hue >= 0 && hue < 60) {

        r_prime = c, g_prime = x, b_prime = 0;

    } else if (hue >= 60 && hue < 120) {

        r_prime = x, g_prime = c, b_prime = 0;

    } else if (hue >= 120 && hue < 180) {

        r_prime = 0, g_prime = c, b_prime = x;

    } else if (hue >= 180 && hue < 240) {

        r_prime = 0, g_prime = x, b_prime = c;

    } else if (hue >= 240 && hue < 300) {

        r_prime = x, g_prime = 0, b_prime = c;

    } else {

        r_prime = c, g_prime = 0, b_prime = x;

    }



    *r = (uint8_t)((r_prime + m) * 255);

    *g = (uint8_t)((g_prime + m) * 255);

    *b = (uint8_t)((b_prime + m) * 255);

}

5.色环驱动函数

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uint16_t i,j;

uint8_t Colorful_gradient(uint8_t ledNum, uint8_t brightness, uint8_t speed_flow) {

    static float Hue = 0; 

    static const float Saturation = 1.0f; 

    float Value = brightness / 255.0f; 

    static uint32_t time = 0; 

    static uint8_t R, G, B; 

    static uint32_t RGB; 

    static uint8_t num;

        Hue += 0.1f; 

        if (Hue >= 360.0f) {

            Hue -= 360.0f; 

        }

        time+=100;

        if (time >= 7000) { 

            time = 0; 

            Hue = 0;

            num++;

        }

        for ( i = 0; i < ledNum; i++) {

            float ledHue = Hue + (float)(i * 360.0f / ledNum) + (float)time / 20.0f;

            if (ledHue >= 360.0f) {

                ledHue -= 360.0f; 

            }

            hsv_to_rgb(ledHue, Saturation, Value, &R, &G, &B);

            RGB = ((uint32_t)R << 16) | ((uint32_t)G << 8) | B;

            ws2812_set_index_brightness(RGB, i);

        }

    return 0;

}

6.主函数

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int main(void)

{

    SystemCoreClockConfigure(); /* Configure system core clock */

    SystemCoreClockUpdate();    /* Update system core clock info */

    SysTick_Init();

     Flow_led_init();

    while(1)

    {

          Flow_led_send();

          Colorful_gradient(26,10,1);

          SysTick_Delay(10);

    }

}

三、效果

四、总结
直接使用IO口驱动，本来效果是七彩旋转，结果视频放不上去，没办法展示。