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STM32C031试用-gpio模拟时序驱动ws2812(LL库)

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xiaoqi9 发布时间:2023-3-20 17:37
文章目录
+ A( }, z( Q: g2 w2 H
  • 前言
  • 一、CUBEMX配置
  • 二、WS2812驱动时序
    9 i+ o% G8 ~( x$ M9 o
3 k6 G" ~) ?- e* X3 u5 F) J+ G
            1.WS2812.C
/ A* ~/ t4 o* n% P            2.WS2812.H
* q: N% F. w% O7 m7 Z            3.显示
3 v6 [8 [9 p( |' i# t! U5 x
  • 实验现象
    , M$ _  H5 a$ K8 ]9 h
6 K' D  }7 @3 x! K
% D+ Z6 N; w8 H0 O
' m0 x" Y- @, d. Z1 t1 |9 E
前言
+ ]! W4 c8 Y) p3 y# o
4 j4 D0 x" j8 f' K. C% z* Y        WS2812的驱动方式目前大致为gpio,spi,time+pwm  
. c, m, g" S1 a8 t! E        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。
4 g% c9 Y$ F" n5 ?        本次用的是gpio通过 ` __NOP() ` 延时来模拟ws2812的时序。% G5 Y. m0 M# C8 H6 p9 s
        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
+ M& A2 [8 E- v2 G( H  O
' o$ s6 M- Q7 d$ W% m# [6 e6 T+ \8 e2 j, y4 Q3 x5 |& X1 w. x- z
一、CUBEMX配置% r1 b- V% N2 G: j" O  [
( y9 i5 H$ N# T+ X2 x: m5 k  n5 |
时钟配置. x! Y" S% M* r, ~% ~

8 z' f! u0 o* d9 J) }" V
5 `' ~5 m9 c2 [  c6 W, N# Y; g: s8 ?  n* \. v& s' f% H
* m4 f; d2 |) Y/ v
. `. C. z0 O5 }) ~3 [" m
二、WS2812驱动时序% r1 H" F+ a, X9 j7 z
通过示波器将 __NOP();的用时记录然后逐次增加
% V* q' `+ F) X一个nop大概占用30-40ns
! q! l# e# a7 @- t. E. W% {; N0码为400+850ns% B1 y6 w  ]% i7 s8 h
1码为850+400ns
0 [  y, S1 f' Y* u; Y# \
' I- |3 E8 c' M; f" j( b1.WS2812.C3 G4 Y3 i) N: n5 C' |: |
代码如下(示例):* m! `% p) p2 R  f. W( H0 Z  E* |
  1. #include "ws2812.h"
    ! ^6 R; b, N# W& A( c. K
  2. $ @! u1 J. C* @! z6 q

  3. 5 d2 p/ C  Q' f0 u1 D
  4. uint8_t ws_data[WS_ARRAY_SIZE]={0};
    8 _7 y% g; b5 d0 b. v# b6 [
  5. : [0 Z0 z8 U6 ~2 n" z3 p

  6. 8 ^; P' W+ ?1 {* W2 J6 t& J4 u' I& h
  7. void  WS_0(void); Q2 @8 D/ ^+ W) d
  8. {
    : O/ ]# K1 e( H) b: k3 _% [

  9. . R5 q  y+ S0 @% ]8 N( P: `
  10.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);9 q4 @+ a" E& Q" r& |6 B3 C/ b
  11.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
      Q7 a7 h% D: V% R4 q
  12.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        # n! C. E. O- B/ l3 u3 S
  13.     __NOP();__NOP();__NOP();1 ~) w8 S2 Z2 ]! [4 l2 t

  14. , i& w" Q9 z) u3 [1 I0 S2 s7 m' B
  15.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    3 A7 z' ]( W% n. s7 L
  16.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();       
    9 Q( \% a  e+ n
  17.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    ; c, Q* J4 U" l4 S! d7 J' D/ o$ n
  18.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    0 a( |1 j. L2 J+ l7 t
  19.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    ! M( @# @5 {/ r6 z: }9 Y
  20.     __NOP();
    + n5 o5 E# q: k. S! z

  21. 7 F. f3 H. ?0 ]# J
  22. }2 d9 O  p2 y: V% j
  23. # t1 \5 Z* `4 E1 e: b# i+ Z+ ~
  24. % y* r: T- Y6 y
  25. void WS_1(void), n3 U! k% e4 m; S
  26. {
    8 R+ K5 h+ b% _$ ?8 s8 f
  27.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);9 ^; Z7 C' i; w4 l
  28.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    % Q5 L: @! A2 @) P, c  p
  29.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    ' v  ~* o6 r# e8 J9 D& c
  30.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    # }/ a/ B$ d: H% k% s
  31.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();0 Y9 B' G' }3 Z2 x* b3 G
  32.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();       
    - _3 V/ n; E6 x7 E+ n
  33.                 __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    2 K0 o  h" q" v9 s' ?  N+ u

  34. & V% \8 L6 S6 A' |
  35.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);' S, q4 t! ?8 Z2 q2 R0 b
  36.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    . R) [' _% S1 W& x3 I. l  g
  37.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();( \" e2 c% D8 [2 Z# Z5 {6 m$ t8 ?
  38.     __NOP();__NOP();__NOP();' `* E$ Y0 U' x, b7 V; c
  39. $ P  ~+ m- [" w4 F
  40. }
    ( o' ~$ S0 A2 f" {+ Z) L$ t
  41. void WS_RST(void)
    0 L7 g, v) X1 w7 _
  42. {( t6 |! n4 x8 Q0 ]3 C
  43.                 uint16_t i=0;
    ) C4 o. [  ?& ^1 w4 A! \- c
  44.             LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);$ J' W2 ?4 ~( \" R. p1 m, O
  45.                         for(i=0;i<860;i++)
    3 |4 X. J, h, ?
  46.                         {
      q! Z3 O  {  w' m1 s
  47.                                 __NOP();
    8 x: x1 Y' |: C1 a: i# m
  48.                         }
    2 W8 Q5 N1 R+ g- e4 {/ ?* u
  49. 3 s: O; o* {: B( d4 ~: K* `
  50. }
    : p- X  L2 f9 Y2 i3 o* |# f

  51. 8 d2 K% Y7 I1 G, P  Q
  52. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b)
    2 m  z! [, h: M" i
  53. {
    8 |" q, w$ z& F0 R1 l
  54.         ws_data[(num-1)*3]=g;
    . o+ i* G8 d6 N( T
  55.         ws_data[(num-1)*3+1]=r;
    " J: _  q/ W( x- [  G( G1 m
  56.         ws_data[(num-1)*3+2]=b;
    $ |) Z; i, R: m4 o) h
  57. }; J# I; u" O4 Y% d- e' X  C. ^

  58. 6 i2 w- s. e: d9 b1 @0 i0 p
  59. # G5 B5 }$ h& Y9 v
  60. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b)        / O3 U" ]" O1 }& @: s# {' C/ S
  61. {7 ]4 u% l+ @+ y0 Y& ?3 e/ L# z
  62.         static uint8_t rgb_wsi;/ U# o5 J& x2 c6 U# T4 H) e
  63.         for(rgb_wsi=1;rgb_wsi<=ws_count;rgb_wsi++)
    * P$ K! V! n( z3 @: k
  64.         {
    ) e9 K+ t% V" B2 a, ^5 O
  65.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3]=ws_g;
    ; q3 t0 f. g/ k- O" n4 D; W7 X* H/ R
  66.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+1]=ws_r;
    : G- u1 ^8 u6 C/ ?
  67.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+2]=ws_b;9 U# c8 F( L  S, u# P8 p
  68.         }
    8 V  d4 X* V. i8 y5 U4 k& u
  69.         //ws2812_refresh(ws_count);: g' s2 ~/ P9 K
  70. }
    3 e2 I3 X) D$ E; j( T
  71. 4 l" C) N2 ^8 `* w2 b" O
  72.   Z' ]3 y, X( ]' j* ?" R

  73. 0 `# h) B4 F3 W' |  R* |+ Y
  74. void ws2812_refresh(u8 ws_count)
    ! i; C. m) `- H4 O1 j( E' w
  75. {  {* M# X4 G( ^: C
  76.         uint8_t ws_ri=0;2 b+ k- {" W) R, t6 n. j. c
  77.    
    ( P% c/ i2 c+ Y
  78.         for(;ws_ri<ws_count*3;ws_ri++)
    3 E1 ^9 |9 `6 t! ]2 ~- C6 U+ l; ~( G" c
  79.         {
    8 W; C/ j) z5 Q' Y5 n/ B- h
  80.                 if((ws_data[ws_ri]&0x80)==0)        WS_0();        else WS_1();" k) \# p" e  P9 U
  81.                 if((ws_data[ws_ri]&0x40)==0)        WS_0();        else WS_1();0 L& e. C6 l" T
  82.                 if((ws_data[ws_ri]&0x20)==0)        WS_0();        else WS_1();
    6 R- ^- H/ t: @
  83.                 if((ws_data[ws_ri]&0x10)==0)        WS_0();        else WS_1();' |% H# g( R' }4 S" O* N* z/ @
  84.                 if((ws_data[ws_ri]&0x08)==0)        WS_0();        else WS_1();  R9 w. G9 Y; \# ?
  85.                 if((ws_data[ws_ri]&0x04)==0)        WS_0();        else WS_1();& f+ E7 M+ M( v6 U' L# x* o
  86.                 if((ws_data[ws_ri]&0x02)==0)        WS_0();        else WS_1();5 w- d, W9 t  [
  87.                 if((ws_data[ws_ri]&0x01)==0)        WS_0();        else WS_1();  Y+ g7 r- z9 ^( O" O
  88.         }
    ) d# K  y0 }2 J4 E+ W
  89.     0 Z/ L0 _& j$ U- m3 ?
  90.     //延时一段时间
    & [8 Y; U8 M2 u: U! P+ u# \
  91.         WS_RST();" t6 N$ S' h# ?2 D; ^7 L4 M% M: Z
  92. }$ \5 m0 r6 l+ B/ v
复制代码

0 ^% j, J7 _- s( b9 S
8 ?- o: [3 q# q
$ M/ m( @* [) u4 K2.WS2812.H
" M' E  S% z6 l代码如下(示例):
- T1 [  G! ]+ b# x6 P) I& H
  1. #ifndef _WS2812_H_/ w9 ?0 F8 d+ }( }" [

  2. 3 ]9 I, j: w7 s# E; H
  3. #define _WS2812_H_
    " N6 \' Y3 x: Y$ b+ C& o1 P' ~

  4. 4 |$ M6 D  K4 s/ c+ ?2 [
  5. #include "gpio.h"
    3 a8 W8 O8 c2 y3 `. h

  6. ' W8 \, _% e6 |9 Q, w+ `7 p8 E$ R
  7. typedef unsigned char u8;
    0 b/ p+ I# ?, T5 Q

  8. 1 h" t, T. Y$ w' r/ C% d
  9. #define WS_ARRAY_SIZE   64
    9 L0 V1 j5 X; h' t1 i, j/ [. E
  10. ) G4 `; a9 ~$ @
  11. void ws2812_refresh(u8 ws_count);//显示$ J  P: K; \$ \1 W6 J4 K( v  o
  12. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b);//所有LED颜色配置5 c# g) ?: `$ D. R6 P3 J1 a' S, ~
  13. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b);//配置单个显示0 x2 B2 {% K2 z

  14. 8 `4 J& d) d% W
  15. #endif
复制代码

9 {) F. i, O' i2 N
2 ^8 [* K3 k0 f 3.显示
9 l# u" g$ X$ W3 L0 a
  1. while (1)
    2 H& k7 [# S6 e0 p+ `  R) P
  2.     {
    % I$ D2 q  V$ l' |, \# a' s
  3.         /* USER CODE END WHILE */$ K& p& _) |2 B7 ]* J# M) E
  4. 0 Z& l. `- m4 [* o( `6 a& K
  5.         /* USER CODE BEGIN 3 */
    / }+ W0 r- q5 G& A( {
  6. 2 W7 g; q% {1 a; m& i2 _

  7. , b& p( D" d8 \1 J  ]+ N  _
  8.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个7 o3 a" H& `9 Y5 d2 @  m: o
  9.         {
    - D0 R; z3 M, o3 A; h6 y
  10.             ws2812_set_num(i, 1, 0, 0);//红色+ \( X6 o! k4 z: r0 r3 p" X$ I  R
  11. 9 e) D+ H3 [6 b
  12.         }: y/ J$ b" s' r( A3 |; ]
  13.             ws2812_refresh(28);//显示全部数据
    " n' H0 M# v: ~' D
  14.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);//清除数据
    8 }, U; X3 ^! ~1 p$ j& Z2 K- A
  15.             HAL_Delay(800);
    " W. D. j0 B8 y6 o
  16.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
    2 R6 f, {& D( ~1 H
  17.         {
    , f- i  y: t7 J' Z$ B8 K6 S
  18.             ws2812_set_num(i, 0, 1, 0);//绿色
    4 L7 ]; y+ F5 O7 n

  19. 1 d3 R7 ]0 R  X. S: }* a6 r
  20.         }
    - K8 _& N. X& t: ~
  21.             ws2812_refresh(28);( h+ y& Z9 x! j8 u4 ]8 ^4 U
  22.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);
    & o6 V" E' D7 B( }2 D
  23.             HAL_Delay(800);7 x1 x4 M, D$ }0 K, m
  24.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个+ S) A* w1 J5 P0 ]$ ~% s
  25.         {, h. ~5 d$ {7 F% u  h
  26.             ws2812_set_num(i, 0, 0, 1);//蓝色
    : t7 t6 p5 S5 N# U$ M
  27. * V! I  E5 c& N# S( r( G
  28.         }$ o+ n5 x$ a* w1 d
  29.             ws2812_refresh(28);  ~: J" {! Z) v; N
  30.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);/ l- ~2 x& A9 r; N6 t& A
  31.             HAL_Delay(800);
    / i/ X: X9 ?' b) j- T
  32.   d( S5 G7 C5 r$ w
  33.     }
复制代码
1678956620328.gif
( K( E: `4 s" U  K/ ]1 g4 j% m# ]. D& B2 c8 W6 f
. E& d# \" ?2 O

4 r2 A4 p' T/ w4 g. X' g8 _
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