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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) J# u0 p6 M6 d
WS2812的驱动方式目前大致为gpio,spi,time+pwm  
1 c* @, n$ ]* ?, u/ u) Ggpio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。
* C6 O, I7 x$ Z/ ?' D9 R$ c本次用的是gpio通过 ` __NOP() ` 延时来模拟ws2812的时序。5 P6 j5 o% s) b, l& D
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 Y) Q( `  U" p& f8 n9 W5 s+ r/ T5 {6 m0 m+ [
一、CUBEMX配置
/ h0 ?. c: _* I' W7 ~- ], ?/ R0 t( ~; x7 W3 U! r! j6 X, Q4 r8 U, {9 v
29bfebd66bb6479d812cdc9be3e22821.png
: G, F. R5 S0 x1 i2 `+ g) L  {5 {+ V2 \# y& @
529b92c591f549a9b89074466244615c.png $ Q3 {( H6 x# O# g; W6 D

# T* E  _& _- u9 y  `
b893cfca9eee4275814ae81bbc04ced5.png * Q3 y7 Q+ f8 o0 q) H. p

3 I5 c. o# L+ r; ^5 t# w4 d. e4 N
900afbff7a21498f9db2de87ece9ecb1.png
* _! b+ _7 B+ Z& i( @3 u
! `' o5 U. v2 X
二、WS2812驱动时序
- ?5 W! q1 \) I: N; F通过示波器将 __NOP();的用时记录然后逐次增加
! B& Z8 D) Q7 L4 D6 ^  j  k一个nop大概占用30-40ns
4 O& y3 C9 S8 B+ {9 I) X0码为400+850ns
2 s+ l# }8 l" ^) [1码为850+400ns/ _  t3 W5 K+ ^' X

$ ]+ @1 v2 `  G& h6 Y
1.WS2812.C0 O& T" M& o5 [6 m8 `% \! h; |( j4 t
代码如下(示例):
$ M2 Q/ \# i0 h+ Q) y( o. J
  1. #include "ws2812.h"# l! ]& k) U: e, F' t& X

  2. " ]7 @& r$ k9 d" A3 {5 h

  3. - D' J6 {2 U+ \+ Q/ P& Z* s( ^$ [
  4. uint8_t ws_data[WS_ARRAY_SIZE]={0};
    $ `: P! v% L2 O$ N, I

  5. 6 K6 r8 m2 m+ ^: s

  6. 1 {) I1 z5 p( ?7 v6 k
  7. void  WS_0(void)/ e2 ^. K& `9 `4 Z7 q
  8. {4 g' k% z/ S% O: u  M4 k
  9. / |8 z( }( c  t
  10.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);# B8 ]! `# ?5 b8 m( y: l9 I
  11.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();6 r' G6 [/ V8 `
  12.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();       
    5 `" e: _7 _5 [1 s
  13.     __NOP();__NOP();__NOP();
    5 w- c1 ]; _. @/ D4 h1 x# |: G, {

  14. # }0 U$ v% R' O5 e
  15.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    ' U9 V* }3 P& o) j; ?! H
  16.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();       
    9 ^4 Z3 {9 u6 E8 p% _
  17.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    " e$ n3 ?1 P) g( N6 p) `+ r  H
  18.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    : R. o- h# F( a
  19.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();                5 z! l1 [: Y* j
  20.     __NOP();. _, K4 ]: r& o3 T8 E

  21.   Q) p# g" F$ s8 P
  22. }
    8 j+ y5 e- B* q: b( G" \- \
  23. 8 S5 e2 C) i, E" E6 v& v) O5 t/ W

  24. ! b+ m. d1 b& H% {" \
  25. void WS_1(void)! z: x) i* F7 g: R
  26. {
    ; l- W7 f- {: g
  27.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    : F: I  h$ L& Y0 t. s8 W
  28.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    + Q8 a: E. I7 g' S
  29.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();2 R( N, Z% f3 O3 q% J
  30.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    4 a" ?! [% Y, E7 Y% Q5 E$ a
  31.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
      o5 {, s$ h1 v. B6 X0 ^# T9 ^) S6 {
  32.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();       
    ( D2 L& _* p; B' O& ~
  33.                 __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    & Z0 v* E$ y) y# h5 v
  34. 4 q2 U/ _& y/ M
  35.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    / N; Z" @- L- X0 |; _3 _! k
  36.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    9 N8 q' G! N  b2 {
  37.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();9 t5 \9 I9 T0 v2 i0 y% y
  38.     __NOP();__NOP();__NOP();0 N! ^1 G  b' |# [5 J' ~

  39. 4 A  k0 t) e& ?, }
  40. }7 f& L: W5 s7 N- _$ p; z) Q+ u
  41. void WS_RST(void)7 A' F, @6 U2 r! U& c5 C4 C
  42. {4 X1 u: N2 z. C6 F, W5 f- R
  43.                 uint16_t i=0;: C+ ]( x# m* Y9 H/ F6 g$ @3 W9 P
  44.             LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    7 e4 Q! z, S3 ]1 c- l/ i
  45.                         for(i=0;i<860;i++)
    ) M6 f; y9 I% i3 _  b) M
  46.                         {
    1 c) B7 B. F1 w) p  `4 T
  47.                                 __NOP();
    ) w. f! M( @& R7 V% X
  48.                         }
    5 x- |2 C* m- R

  49. $ S0 }0 _' O) X7 b5 v
  50. }& I- ^: w8 U3 P: J% x$ {

  51. 2 B# J& K5 E( }: F
  52. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b)
    : [2 y; r8 `! {" Q1 n
  53. {
    5 G  F6 I* R7 ?$ ~; E0 [
  54.         ws_data[(num-1)*3]=g;7 m( m" v, W+ }$ N
  55.         ws_data[(num-1)*3+1]=r;; p1 {8 y. e3 v& H- c& f* g- M
  56.         ws_data[(num-1)*3+2]=b;
    : _3 _" e! @" k, V; s' V/ O
  57. }* O7 X1 k$ i6 u% P% w/ e6 ~3 w: _

  58. - h# ]3 d3 `6 J# ?6 H' j# d

  59. * N7 e8 S; ~! x6 F, s8 Q
  60. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b)        4 k# P0 A& I. F* A" V
  61. {
    ' U& c! ^8 S$ h: y+ \, e1 H7 h" ~. G
  62.         static uint8_t rgb_wsi;
    1 T1 `  j( N; Y  }
  63.         for(rgb_wsi=1;rgb_wsi<=ws_count;rgb_wsi++): c( v& c! `) x8 y4 k/ e$ b6 b3 w
  64.         {
    + J& s. q2 Y; `- O
  65.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3]=ws_g;
      }9 _; |! Y/ L# D6 e0 D. S
  66.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+1]=ws_r;
    . e* T) Y9 f+ v6 J$ x
  67.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+2]=ws_b;- o1 G1 K; I1 K$ q6 g# K
  68.         }" c# a% s9 b- Y$ Y$ ~, I+ Y3 ~5 ]
  69.         //ws2812_refresh(ws_count);
    - Q# P! I& j* w$ ^: v7 c2 @
  70. }) a3 u, l7 h# p! g8 ]1 A; h. N

  71. ; j  P9 f/ J" m9 c1 ?% m) `+ Q
  72. / n1 \( h. [* g9 y9 o

  73. 5 L% t' M5 L: t
  74. void ws2812_refresh(u8 ws_count)
    0 E6 V" O5 ~/ y. f" `7 U# K% v
  75. {! M1 o/ Y: r- w4 ?' @
  76.         uint8_t ws_ri=0;
    , s; H+ V* o+ b* q0 U' U
  77.    
    7 k, Q6 J, G3 V; Q% V  F
  78.         for(;ws_ri<ws_count*3;ws_ri++)7 R) M* _; q# q
  79.         {" r' ^$ K2 V' u) O" m# d
  80.                 if((ws_data[ws_ri]&0x80)==0)        WS_0();        else WS_1();( j$ O! r8 A/ J$ i1 K
  81.                 if((ws_data[ws_ri]&0x40)==0)        WS_0();        else WS_1();
    , ~& a3 b! j7 N2 J: B- z; b0 ~3 f
  82.                 if((ws_data[ws_ri]&0x20)==0)        WS_0();        else WS_1();8 Y& A3 X6 K5 d* C( ^3 j
  83.                 if((ws_data[ws_ri]&0x10)==0)        WS_0();        else WS_1();
    # u- Q9 c' b7 g, _
  84.                 if((ws_data[ws_ri]&0x08)==0)        WS_0();        else WS_1();
    $ j* d! e; T1 ~8 b7 X8 h
  85.                 if((ws_data[ws_ri]&0x04)==0)        WS_0();        else WS_1();
    1 ~" k7 E2 H( G
  86.                 if((ws_data[ws_ri]&0x02)==0)        WS_0();        else WS_1();1 v6 p/ E7 {2 S* v9 J
  87.                 if((ws_data[ws_ri]&0x01)==0)        WS_0();        else WS_1();- F! S* K: L, C
  88.         }* [2 q2 i7 j1 O* `$ {- Z9 V
  89.     9 L$ H& a0 L5 ]* R: \
  90.     //延时一段时间
    , F- r) c, ?! `- u+ P3 j
  91.         WS_RST();$ `. r) h$ f5 f. Y
  92. }" k  J5 a7 Q. T0 S
  93. " a8 {. A! u; E# Y1 ]# q4 r
  94. & e  w- m1 _. F/ k

  95. 1 S( m6 p5 p: i( x9 T
复制代码
1 g+ K, E) g& |$ q
2.WS2812.H
4 v+ h, q/ H7 E$ m+ T代码如下(示例):% C( Y8 i% u. @" m( B' @
  1. #ifndef _WS2812_H_4 W7 @$ _, y: w. H

  2. 1 _- P# o; T1 B! E, r
  3. #define _WS2812_H_* G2 k9 R$ a9 E) m( p' Q. L% A
  4. / l0 _7 V% ?* m! U. L
  5. #include "gpio.h"$ D8 J8 L0 n8 C8 n- R. i) W# V) h

  6. + R3 L( L0 O( I/ d
  7. typedef unsigned char u8;
    # H8 s- H. U6 q) v1 I+ G- p
  8. . m; @; @4 u+ y" ^3 }* N4 t
  9. #define WS_ARRAY_SIZE   64
    5 e% p# ^  X8 ?
  10. + X( D' B& a% i8 _4 S
  11. void ws2812_refresh(u8 ws_count);//显示
    $ t  Z' q4 v0 E3 T
  12. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b);//所有LED颜色配置
    ( f' d' F6 W% B, _0 P; ~: N( Q  {* M
  13. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b);//配置单个显示6 U$ `# H* f* R' |$ i6 r% B. z

  14. 8 z! Y- A6 f- N8 F. g4 a5 o
  15. #endif
    " m1 X, ~: D. S4 a

  16. 4 p2 L6 m% P9 T8 ?
复制代码
7 L" L( x, o% r- j3 `
3.显示
  1. while (1)
    7 ]* g* @6 T# d' S, u: \
  2.     {
      J, z. S6 s6 {& ^5 w
  3.         /* USER CODE END WHILE */
    $ Y+ g5 g1 _  w, k
  4. 8 ]' f5 X' ]! o- a- y
  5.         /* USER CODE BEGIN 3 */: Y- e! a: K- c

  6. 4 T! Z  x( @; _4 [

  7. , q1 e+ C8 \1 _! o; s6 G3 {
  8.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
    2 r  l# g( [, `# {* R: |
  9.         {0 Z8 V. q7 N" Y* x1 i$ `- X2 z3 z
  10.             ws2812_set_num(i, 1, 0, 0);//红色
    - r; y& h' @/ L: x0 c5 r

  11. 3 Q# ?) z5 I4 e! A# g
  12.         }& k6 E0 H# t! I) S9 l" S
  13.             ws2812_refresh(28);//显示全部数据
    & R/ _. B) k' g, C; e
  14.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);//清除数据
    $ p1 f/ f+ n$ C5 n9 X- T( P
  15.             HAL_Delay(800);2 l  W0 E$ h% P1 v" ?
  16.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
      c4 k: M7 {0 {  S& @) D4 X
  17.         {. w; e" w! \8 ?1 _! Q/ L* v7 M2 h
  18.             ws2812_set_num(i, 0, 1, 0);//绿色
    ( E+ o6 `( K/ Z( [# Q

  19. : J' L4 h5 n6 o6 d3 v
  20.         }
    1 E' t0 v; m; I+ b2 m( ]
  21.             ws2812_refresh(28);
    , @5 m0 ~- ~( X8 ]9 b9 R! X# i
  22.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);
    / R" K# M2 w+ C! `4 u
  23.             HAL_Delay(800);
    ! _! T& @, B+ z. j5 P
  24.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个1 y. F+ W' v1 o& S" ?% X% X
  25.         {
    . M& j' G8 g7 f' g
  26.             ws2812_set_num(i, 0, 0, 1);//蓝色. X. `1 ~6 s( H; [+ w* E9 s1 A

  27. ; j9 j8 `8 _! m; g# d2 W
  28.         }) n3 L3 p2 x) O  Z# t* W
  29.             ws2812_refresh(28);
    : c% g- R& c' B, y4 z; a7 `
  30.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);
    % g1 Z1 l# I1 ?% a/ e/ r
  31.             HAL_Delay(800);
    4 h+ V% }$ K5 `- t7 p
  32. 1 `7 U/ }% B4 f9 M
  33.     }/ x- i' S% r+ p1 p! E
复制代码

& m0 W- W/ ?) ?; s
8 k4 e/ v* i% D, k$ ]实验现象- d3 o: j+ s4 \, U; ?
0 V/ P$ K, D. J9 e+ `2 e% |
dd36ade69e4e43e580fe95d87e80d574.gif
$ m. Z8 k' X0 x; M
1 j6 W; H/ s6 t/ b3 L2 d' e————————————————
8 q9 F% l9 q/ |2 T版权声明:xiaoqi976633690) v- ]: T) G& n5 ~. m5 A: ]
如有侵权请联系删除1 K0 F' `; J4 z* S! \" s0 }3 E1 u

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