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【经验分享】实战小例程 基于STM32F103C8T6最小系统板和STM32CubeMX驱动WS2812B光立方

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STMCU小助手 发布时间:2022-4-15 10:00
本文开发环境:

MCU型号:STM32F103C8T6最小系统板
IDE环境: MDK V5.36
代码生成工具:STM32CubeMx 6.3.0

电路板实拍:


3[)K)}}I4GK$JEUNN7}Q@0Q.png

2861f2aa89e3425dab5fdc57ac47ed8d.gif


一、配置CubeMX
新建工程,选择芯片,配置SYS,RCC略

1.1 时钟树配置
这里直接把时钟开到最高72MHz



读数据手册,可以发现只有TIM1是挂载在APB2总线上的

b3df693fa08945528c49c77e203e06ac.png

1.2 配置DMA


JOVU68XH3ETFV8TIXZ}~MC2.png

周期计算:

WS2812B需要800kb的周期,系统时钟是72MHz,TIM1是挂在APB2总线上的,它的时钟也是72MHz,
因此,有:72 * 1000 / 800 = 90 (89+1),因此自动装载值设为 89 ;

J7B}{IHZ[W@CE[6B$~0)V@K.png

这样cubeMX的配置就完毕了,打开生成的工程文件。

最终引脚配置图:

9]U$GZ`N0_KY_{TY0UMJT5P.png

可以发现,PWM输出引脚为PA8。

二、代码部分
在main.c里添加:

此函数实现了灯效的控制,可以通过用户传入的RGB参数,来自动填充数组:

  1. int fputc(int ch,FILE *f)
  2. {
  3.         ITM_SendChar(ch);
  4.         return (ch);
  5. }

  6. #define ONE_PULSE        (60)                           //1 码计数个数
  7. #define ZERO_PULSE       (30)                           //0 码计数个数
  8. #define RESET_PULSE      (48)                           //80 复位电平个数(不能低于40)
  9. #define LED_NUMS         (25)                            //led 个数
  10. #define LED_DATA_LEN     (24)                           //led 长度,单个需要24个字节
  11. #define WS2812_DATA_LEN  (LED_NUMS*LED_DATA_LEN)        //ws2812灯条需要的数组长度
  12. #define DMA_LED_LEN (RESET_PULSE+WS2812_DATA_LEN)       //传输数据长度

  13. uint16_t static RGB_buffur[RESET_PULSE + WS2812_DATA_LEN] = { 0 };

  14. void ws2812_set_RGB(uint8_t R, uint8_t G, uint8_t B, uint16_t num)
  15. {
  16.     //指针偏移:需要跳过复位信号的N个0
  17.     uint16_t* p = (RGB_buffur + RESET_PULSE) + (num * LED_DATA_LEN);

  18.     for (uint16_t i = 0;i < 8;i++)
  19.     {
  20.         //填充数组
  21.         p<i>      = (G << i) & (0x80)?ONE_PULSE:ZERO_PULSE;
  22.         p[i + 8]  = (R << i) & (0x80)?ONE_PULSE:ZERO_PULSE;
  23.         p[i + 16] = (B << i) & (0x80)?ONE_PULSE:ZERO_PULSE;
  24.     }

  25. }</i>
复制代码

这里写2个小函数,方便对连续的一组灯进行控制

  1. void LED_ON_Purple(int Num_Start,int Num_End)
  2. {
  3.         int Num_flag;
  4.         for(Num_flag=Num_Start;Num_flag<=Num_End;Num_flag++) ws2812_set_RGB(0x94, 0x00, 0xD3, Num_flag);
  5. }

  6. void LED_OFF(int Num_Start,int Num_End)
  7. {
  8.         int Num_flag;
  9.         for(Num_flag=Num_Start;Num_flag<=Num_End;Num_flag++) ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x00, Num_flag);
  10. }
复制代码

此函数设置了灯的颜色情况,并通过延时来控制灯的闪烁:

  1. void ws2812_example(void)
  2. {  
  3.                 LED_ON_Purple(0,4);LED_OFF(5,24);
  4.             HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN); //#2.传输数据
  5.                    HAL_Delay(500);//#3.延时:使效果可以被观察
  6.         
  7.                 LED_OFF(0,4);LED_OFF(10,24);LED_ON_Purple(5,9);        
  8.                    HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN);
  9.                   HAL_Delay(500);
  10.          
  11.                  LED_OFF(0,9);LED_ON_Purple(10,14);LED_OFF(15,24);
  12.             HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN);
  13.         HAL_Delay(500);
  14.         
  15.             LED_OFF(0,14);LED_ON_Purple(15,19);LED_OFF(20,24);
  16.                 HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN);
  17.         HAL_Delay(500);
  18.         
  19.             LED_OFF(0,19);LED_ON_Purple(20,24);
  20.                 HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN);
  21.         HAL_Delay(500);
  22. }
复制代码
  1.   while (1)
  2.   {
  3.                 ws2812_example();
  4.     /* USER CODE END WHILE */

  5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
  6.   }
复制代码

三、现象
(角落里有个灯没焊好,回头改一下)

af8ee788e2fa40c19b5174c5c0c6157c.gif

四、后记
我是在立创开源广场看到的5X5X5光立方工程,然后就想复现一下,理论上有五层(光立方),目前只做了一层(光平方)做测试,后续我会把五块都做出来然后连起来。

然后WS2812的具体原理和代码逻辑,在前言里的那篇大佬写的博文里写的很清楚,在这里我也只是做一些小补充,然后移植到一个实例中来。

另外,单片机给的3.3V供电不能保证电路能正常工作,灯少好像还行,但多了的话经过实测,至少要到3.5V的供电电压,这可能与具体元器件有关系,如果亮灭情况有问题的话,大家也可以从供电的角度查一查。




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