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基于STM32C031 gpio模拟时序经验分享

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攻城狮Melo 发布时间:2023-4-3 18:33
前言' |( H( {: R6 }
WS2812的驱动方式目前大致为gpio,spi,time+pwm  
/ P7 E. d' ~: |2 w- k7 |0 [gpio会占用cpu,spi或spi+dma需要对spi频率进行配置,time+pwm+dma用起来相对复杂些。
% W) K5 e2 `8 t6 c本次用的是gpio通过 ` __NOP() ` 延时来模拟ws2812的时序。/ |3 S3 d7 Z) j2 `, V( ]0 j. r
为啥不用spi或pwm是因为spi无法配置为7MHZ或14MHZ stm32c031的时钟48mhz可以/2/4/8/16/32 这几种分频。实际是驱动不了,显示乱的。pwm的话本人实力有限,也不好用丢数据8 C- o0 o2 T, m/ S2 l/ l  V* V" }; ]

, o: R, Y* T2 H4 g一、CUBEMX配置: N9 u! r3 Y, [# f
, [/ u6 z6 F' b4 f. k; q0 T; T6 }
29bfebd66bb6479d812cdc9be3e22821.png
! O$ A" m% y1 T8 w
- ?/ a4 M  ~6 X0 M9 }4 D
529b92c591f549a9b89074466244615c.png ( x" b& M  ^9 i
% a% t$ w" Z4 ^3 ^' }
b893cfca9eee4275814ae81bbc04ced5.png 5 x0 N1 c0 z0 M3 u" X& y$ x
! N# o$ H1 @$ q% s4 k4 R
900afbff7a21498f9db2de87ece9ecb1.png
* N( M: ?2 u- J! J
0 D& O7 C% V; m9 z# U
二、WS2812驱动时序
- `1 U+ F( o0 Y! t1 w通过示波器将 __NOP();的用时记录然后逐次增加
/ D3 z( c* C! U8 M! L2 l/ p3 s一个nop大概占用30-40ns
- M( H: H  b% _) x0 u( V" T, f8 X0码为400+850ns
# G' v! a2 Q" Z8 q) Y" V9 B1码为850+400ns9 i! o1 h5 v3 c* g

0 N! M: B6 M1 l! P
1.WS2812.C* ]5 H% L' K& m7 @
代码如下(示例):2 P- c) d1 b& L# Z, I) H! t' c
  1. #include "ws2812.h"
    & [; K2 I7 x6 f# G

  2. 2 l/ ?8 @  U' j2 M+ `8 R% w. @7 n

  3. 6 V. l; q8 J9 ]# y0 w8 e
  4. uint8_t ws_data[WS_ARRAY_SIZE]={0};/ W$ V$ v2 N; N. f( e6 |3 i6 n5 j, t

  5. & F7 L* X1 A) Y$ N( j; w  W- F
  6. 4 J9 p& R) d0 ^5 o8 B* d! x. h
  7. void  WS_0(void)0 E0 i; y* Q4 t; y& }
  8. {5 U3 L+ {+ C1 n
  9. ! a* B5 C, |& N% B4 g
  10.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    " ~7 |  E! M# t% g" X, s
  11.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();. j5 w1 \& ]) z- X3 k# @
  12.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        8 b+ t3 l# Y5 L  i8 _9 b4 |1 g
  13.     __NOP();__NOP();__NOP();" }3 R# ]6 c) R" H

  14. . `* F* A' ]4 M+ G. O
  15.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
      y/ I/ `8 L9 X. |) o" }# z, F
  16.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        * N( J  [* h' s# _
  17.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();                , j5 o4 x0 ^% R  Q" o+ ]* y3 f6 Y
  18.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    8 K, E2 T+ N1 W, Z" I/ h: A$ A$ t# U
  19.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    4 P" ], e4 p" J6 b
  20.     __NOP();
      ]; G  }% N/ x4 s& q
  21. ) t0 C5 @6 k0 K
  22. }
    7 q# T1 R' L, U  ?

  23. * [1 q& p) Z4 ?* B% n$ ^  f  z- i
  24. , P: t6 l# r/ f& o" E& @6 \
  25. void WS_1(void)
    & f2 b9 |$ `9 h* ~
  26. {0 m2 {7 O9 B( _  s
  27.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    4 K2 A  E5 x  K/ w8 S4 K0 v* ~
  28.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();4 c. V. j$ X' d0 s& M$ i; T
  29.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();) Z3 }7 W- A5 T, J+ z) f: _1 Y2 ]
  30.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    # @4 S+ b; ^0 r, }3 |' B5 X' ]
  31.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();. q3 t/ n8 U4 m5 R/ x+ K
  32.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        , e( n1 }/ o/ n) C
  33.                 __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    9 c+ A% u6 V7 J4 _) i$ D. D# W+ L. Z

  34. 8 X5 v5 w* C' w7 L# _3 U! n; F2 b0 j
  35.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);: e8 c: p: c; E7 d
  36.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();, A  y# _+ W4 W/ h4 o
  37.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();6 m# n' t9 O7 ?4 W; z3 E
  38.     __NOP();__NOP();__NOP();
    5 A4 F) M' H# T2 L  ^; {

  39. 7 m" S+ h: {0 @2 l4 w6 _' {6 K" V
  40. }& t8 V( O7 d. |! y3 {1 j
  41. void WS_RST(void)
    ( h4 u9 m* t7 w* B2 _7 V: U
  42. {- ?" b: G. N4 g, M/ E5 K
  43.                 uint16_t i=0;+ C" M: I3 }  j8 V# q
  44.             LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);8 z3 V, R; p, ~& N
  45.                         for(i=0;i<860;i++)
    5 ]# t5 p# C" C% J  F' M
  46.                         {$ C! t6 n; O2 h6 d) N
  47.                                 __NOP();. F2 x& I: P& X' V! u4 I
  48.                         }
    0 L& m$ R& @4 j9 g7 X
  49. % m& V3 p5 z! I
  50. }6 M6 F& K9 ?" ?; N7 D: f9 F
  51. 7 x/ o1 A( A3 i+ Z' s; F
  52. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b)+ g4 c0 g+ ^7 ~6 q" q
  53. {
    . s+ e9 W8 l0 t5 ^* m- R
  54.         ws_data[(num-1)*3]=g;
    . D7 _, {% s6 G( }1 @
  55.         ws_data[(num-1)*3+1]=r;; p1 g3 N4 }' J3 c( K
  56.         ws_data[(num-1)*3+2]=b;
    ( q  Z+ @5 P) u+ V8 c2 a; g" D
  57. }
    ( K( }; \( Z) |
  58. + @1 ~/ O) X/ X# L' r$ W
  59. 7 _* F( m% j6 h" Y
  60. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b)        + X3 L0 V6 Q; D8 M
  61. {
    6 \: P  U5 p/ \) x
  62.         static uint8_t rgb_wsi;
      l( E2 n& k! j9 e
  63.         for(rgb_wsi=1;rgb_wsi<=ws_count;rgb_wsi++)
    - c* V/ t6 M) _  Y& k' @) z' u+ }6 ?
  64.         {1 V/ a3 V( C' r; ?
  65.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3]=ws_g;" d2 d1 f, U& N$ o! d
  66.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+1]=ws_r;  W6 u; p+ q+ N0 h
  67.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+2]=ws_b;
    ) p, s# G8 B5 Q- N
  68.         }# Y! `* m) r, `" A" F; L
  69.         //ws2812_refresh(ws_count);
    # C7 k! h1 ^# }
  70. }
    . F: r% W. T5 t
  71. ( Z' v' H! X# q& Q4 ^

  72. 1 W) C' V$ e+ z+ [3 q4 g
  73. : [. f' W4 D+ K- @
  74. void ws2812_refresh(u8 ws_count)
    3 G- w9 E1 ]: z- U4 l
  75. {
      u' K. c( X3 T* D' c4 [
  76.         uint8_t ws_ri=0;
    & t) z' d; {5 }" Z3 D
  77.     ! h. [! E8 c; W0 s& ]
  78.         for(;ws_ri<ws_count*3;ws_ri++)( i6 o) x/ W2 k8 n8 C: u% ~" X
  79.         {% E& O" J- N  f; ~% E3 e
  80.                 if((ws_data[ws_ri]&0x80)==0)        WS_0();        else WS_1();
    & J* }1 M* N2 V6 i0 {1 t1 [+ m
  81.                 if((ws_data[ws_ri]&0x40)==0)        WS_0();        else WS_1();
    ) y5 U8 q8 F) w3 ?" [7 r4 B
  82.                 if((ws_data[ws_ri]&0x20)==0)        WS_0();        else WS_1();( N# z/ a* n7 k  U5 [6 ?1 Y
  83.                 if((ws_data[ws_ri]&0x10)==0)        WS_0();        else WS_1();
    2 B- h% {+ k3 ]
  84.                 if((ws_data[ws_ri]&0x08)==0)        WS_0();        else WS_1();
    # V3 C' b; A, w( I
  85.                 if((ws_data[ws_ri]&0x04)==0)        WS_0();        else WS_1();  }' c) f6 F  p* O6 p/ N* H" ?
  86.                 if((ws_data[ws_ri]&0x02)==0)        WS_0();        else WS_1();2 l! x+ Q1 M4 U  Q* d2 d
  87.                 if((ws_data[ws_ri]&0x01)==0)        WS_0();        else WS_1();
      `& H, k+ d) I1 Y+ R$ i3 A# }5 d
  88.         }( _0 s5 t. i+ h8 A. D7 ?
  89.     / q0 O* X$ s: p/ X5 F
  90.     //延时一段时间
    % {* c# g$ ?! F9 }
  91.         WS_RST();
    $ K! R# X) p- E. B0 E* P; M
  92. }
    9 c% }1 ?9 ^. n" [

  93. , ~* ]; H4 Y3 Y0 A
  94. % \+ R, X* c) S

  95. * w  L0 f2 H; o. b
复制代码
! h0 e' `7 k3 y& @
2.WS2812.H3 M. e. l& P; J# `6 S  w1 T, U
代码如下(示例):; T* G- f% c& I$ Q# I$ T
  1. #ifndef _WS2812_H_( Q( Y' z0 o: m* E# Q4 o, P+ A

  2. : }8 E6 Y" _1 F6 O
  3. #define _WS2812_H_
    , o0 @; I) Y* t# L

  4. . l% q; Q! I4 L, U& f
  5. #include "gpio.h"
    0 H4 ~. q6 v  S" L  c$ i! s

  6. * t8 q1 v' R& Y% o2 R7 ~' v
  7. typedef unsigned char u8;
    / B* h' G; q( D9 U( R) ?

  8. 9 R" y* K+ t; V3 a: l' Z) _/ U6 c
  9. #define WS_ARRAY_SIZE   643 l* |: u2 ]& E3 W4 m: B
  10. 3 ^! s# I! n" ]/ }0 }& Q: o0 B
  11. void ws2812_refresh(u8 ws_count);//显示
    9 g; O* P: K$ T5 }( l+ {
  12. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b);//所有LED颜色配置$ d4 ^% h' |$ g
  13. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b);//配置单个显示
    ) g# \: v; s& C3 }

  14. ! O8 r5 p- R0 w# ^/ \
  15. #endif2 _- Q6 j  B  _/ l% L

  16. 3 S. E! ^6 |' G% `) _0 b. J5 \
复制代码

  b1 x; h2 |5 O. q4 j: s3.显示
  1. while (1)1 d7 B( G3 {  n; {% z1 {3 w
  2.     {, G& \7 T# e/ ?
  3.         /* USER CODE END WHILE */
    : M1 F5 s7 r/ ~) J! F& I/ a* M

  4. 2 N) y* C1 V4 B  {
  5.         /* USER CODE BEGIN 3 */' T1 J" x, L( _, j- |1 L1 ^2 l
  6. : y/ L8 O4 E5 X: E7 s7 k6 j
  7. * z0 ^& f% y7 Y- x
  8.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
    4 V* r7 e% A8 I5 T/ P3 \7 W6 `) H
  9.         {% `! Y8 I" j4 V) T5 j7 u3 i, y0 W
  10.             ws2812_set_num(i, 1, 0, 0);//红色
    4 B: @2 _7 J9 T0 D. _4 D- H; O
  11. $ @5 i! r2 C5 D" o
  12.         }
      z$ `% B+ l$ [" ?/ ]% Y/ _5 S# T$ ^
  13.             ws2812_refresh(28);//显示全部数据7 r# f+ O. y( w+ V5 u: |! i
  14.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);//清除数据( t! d' M# u* @" S: O, M7 G. A. ?
  15.             HAL_Delay(800);2 {" z4 ]- z5 k! b; B) i: S5 w
  16.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
      k& x3 f, g: |6 K( c% d0 G9 M8 d
  17.         {
    0 M! n' G% i; _4 B4 l4 T2 f% T
  18.             ws2812_set_num(i, 0, 1, 0);//绿色( [: ?- G* c% |2 h5 j/ Q

  19. * O# C1 j# e4 W8 ~7 z1 T( i9 x
  20.         }
    0 f! F) X& d5 {( q/ V' h
  21.             ws2812_refresh(28);; X3 v' L' d+ D
  22.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);1 _5 L3 O* e% w" o  ^
  23.             HAL_Delay(800);: I0 ~5 e# w3 Y7 @) b
  24.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个2 I7 D8 p9 R" k8 g
  25.         {
    % `0 J8 X2 V0 m' u/ ~) E
  26.             ws2812_set_num(i, 0, 0, 1);//蓝色. f5 R; F4 N2 ~( _
  27. 2 J/ V% P5 }& ]  h8 W1 `
  28.         }- {6 {2 d6 s$ F! o8 L' i
  29.             ws2812_refresh(28);/ \- L  `( ^) m4 F, P9 y1 n
  30.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);
    ) m8 t7 x7 A1 M( T+ f7 R
  31.             HAL_Delay(800);7 Y% x( C- A5 u0 Y: Y

  32. 5 d9 u1 t- N( E7 V! F) Z. D9 F
  33.     }  f- ]7 r0 |1 L: p9 z
复制代码

  ?6 g9 K7 u) O6 e9 ?/ `
- S' s9 w, G- I$ f! \% D  I; X实验现象
' l4 \0 h# j3 T# P! X" S! u* H5 ?5 b  ^; L$ T
dd36ade69e4e43e580fe95d87e80d574.gif & t3 s6 e! j* Q" q8 D' s& c

. Q# ^( R; y  ?# e- X$ F9 N————————————————6 h' z( ^. o1 @1 D1 }
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/ {4 z' c* @) ]$ A* q3 J' `
2 u! i# T! x- {/ ^: W9 c' }
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