WS2812-L073-CubeMX
软件环境
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CubeMX生成基础框架
- 对应文件为 ./WS2812-L073-CubeMX.ioc
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VSCode作为编辑器
- 对应文件为 ./.vscode/*
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Keil MDK工具链编译
- 对应文件为 ./MDK-ARM/*
灯环
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共24颗WS2812B灯珠,对应手册见官网 http://www.world-semi.com/solution/list-4-1.html 不同硬件版本有不同的手册,对应时序有差别
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此手册对应T0H=(220~380)ns，T0L=(580~1600)ns，T1H=(580~1600)n,T0L=(220~420)ns
开发板
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开发板型号Nucleo-L073RZ,对应的MCU为STM32L073RZ,32MHz主频
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可能输出接口：IO、SPI、PWM、UART、I2C等。当前使用SPI。
方案设计
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主频使用最高的32Mhz，则时钟周期T0为31.25ns。考虑灯珠信号，合适的分频数为8(外设ABP1预分频*SPI预分频),即则SPI每一位为250ns。
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此时定义灯珠信号每一位bit分别为
bit_1=0b1110, T1H=750ns, T1L=250ns
bit_0=0b1000, T0H=250ns, T0L=750ns -
考虑到使用SPI, 其MOSI对应的位默认为高,可能导致传输第一位时没有电平拉高的过程,因此修改定义为
bit_1=0b0111
bit_0=0b0100 -
同时在整个发送串末尾增加至少一个低电平数据,以补完整个信号串的完整性
- 也可以在不修改bit_0和bit_1的情况下,在最前面增加低电平数据
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若选用其他MCU或灯珠信号定义,计算方法同理:最终分频出的SPI频率,可组合出对应的T0和T1信号.
方案实现
程序框架
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CubeMX配置,主频32MHz,SPI对应的外设分频倍数APB1为4
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启用SPI1,必须为Master且必须要开启输出,此处选择Transmit Only Master. 预分频为2, 其他不要修改,使用默认.
- 以上两处分频倍数根据需要设定,只需保证"外设分频倍数*SPI预分频倍数=8"即可).
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启用定时器TIM2,Clock Source选择Internal Clock,并自行配置预分频值和自动重载值,以产生一个固定触发的定时中断.
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生成代码.于是一个基于HAL库的程序框架便搭建起来了.
WS2812库
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自行构建代码以生成对应的字节流,最终可以通过HAL库函数向SPI端口发送即可.本例中的WS2812.h和WS2812.c只是一种方式.
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本例中使用的自行构建函数包括全色显示/渐变色显示/色环显示/亮度调整等.
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主函数示例为:
- 使用WS2812_Init()生成一个控制对象
- 启用定时器中断, 每次中断时使用WS2812_HueCircle()对对象染色,并通过SPI发送给灯珠.
- 由于每次染色的位置都偏差一个LED,最终形成旋转的Hue色环.
其他
- 本工程为纯功能测试,未对代码做任何优化, 全部代码仅做参考