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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( K/ O$ G  |& C2 j
WS2812的驱动方式目前大致为gpio,spi,time+pwm  
- Y  o( ~+ \7 h0 V* ygpio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。: U  }' b- A$ {( f  o/ C
本次用的是gpio通过 ` __NOP() ` 延时来模拟ws2812的时序。
" S7 x" t- F0 `0 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* H( }. X, E3 N  u% Y
) r5 {) X5 z% d- K: E) e
一、CUBEMX配置
. R: a5 C' R: ^9 {: `
4 X7 M  D% g1 T' j" w0 J
29bfebd66bb6479d812cdc9be3e22821.png 3 c  J+ d$ I: d, I' ~# U

6 R/ }% i: H; l6 `8 @% ^7 d
529b92c591f549a9b89074466244615c.png
% ]0 Z" Q  M8 ~' s+ z5 m, H4 p( f$ d8 A' x4 K+ u. A% r- d
b893cfca9eee4275814ae81bbc04ced5.png * z7 O: F% K8 J! n1 ?8 m4 F

2 A) g, ~5 a2 ^: M+ B, [( ~( F: _
900afbff7a21498f9db2de87ece9ecb1.png . w2 _+ \6 T( s

* _  j4 `: _+ l$ ^' {7 s
二、WS2812驱动时序
- u- d/ h, s1 L: e& m  q2 R通过示波器将 __NOP();的用时记录然后逐次增加
# F) Y( p" j" d+ U- Z一个nop大概占用30-40ns
+ Y# v! t7 x2 |) A, S! d2 B& }0码为400+850ns0 r% u9 q* _# H1 H
1码为850+400ns" b6 b. j, v" P2 a7 J8 |) ~
. {' X4 G+ r2 `
1.WS2812.C5 i7 [5 I3 m! A5 |1 e& k. @
代码如下(示例):
! R  h2 o3 s9 a% t: n( q/ t% U5 ~
  1. #include "ws2812.h"
    : n6 S/ _5 b( b( d) `/ y
  2. & x+ E/ A( ^2 }& J+ a

  3. 2 t8 v9 i9 K+ ~
  4. uint8_t ws_data[WS_ARRAY_SIZE]={0};
    8 m) l6 t& C6 o  v

  5. / _) }" q" ?1 i; O, m9 }

  6. 3 S3 b; k* H2 Z2 I
  7. void  WS_0(void). z7 ]8 V7 v9 ?3 R/ r) x
  8. {, @$ Q7 g! o# }$ p' W  n& y% o
  9.   A6 X$ ]8 B- Z& @7 J8 j- e3 e2 y
  10.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);  t0 @, _# U6 \& H* d
  11.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    * z3 f4 N- c: Q& @
  12.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        $ r) Y( p" ^# W$ d* B4 B  X
  13.     __NOP();__NOP();__NOP();$ J; |* G% F& E) K2 m- p

  14. : d" G9 T9 k8 V/ _- x2 z' W
  15.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    ' T4 Z2 Z! g! S. r$ T
  16.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        + f& p) V2 K- ?5 H! k+ i- L! V! {
  17.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    $ j; x& u# I! l2 j& j# L1 S
  18.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    % u! M$ l( u2 i" M9 `
  19.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();                : A+ ]+ u8 e. j
  20.     __NOP();/ F9 V5 H: X# Y* m  f
  21. 9 \" Z" @" u8 ]9 [
  22. }
    - l& v% r0 |& ^# |/ y

  23. " _' G1 p6 j! b4 _; K! w2 K# b1 C
  24. % U. f9 \- U3 O' G+ d9 x
  25. void WS_1(void)
    7 E0 u* k2 K1 P- ^3 `+ K) k" _: X
  26. {
    6 B2 V% m7 s+ B# r0 ?# o
  27.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    / _4 {' ]5 l) a' A
  28.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();( D: S3 ~$ z1 Z2 m
  29.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();2 G' {) ]: i7 z1 c
  30.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    9 g6 _( e% n4 w* E
  31.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();: g; m/ j1 ]: T& H2 I: V% H2 O
  32.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();       
    4 o2 W3 q3 T9 P1 r
  33.                 __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();, j. @) i* A( a( \7 k! A! O0 f% ~- \
  34. ' G7 d) x5 R: `, U% S. Z, J
  35.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    - q9 T7 L6 r' y* \8 c
  36.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    * I2 L' q( x- R' R2 c3 ?& l# D  {
  37.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();! J9 g) R7 {3 t, t$ R$ |
  38.     __NOP();__NOP();__NOP();
    : K7 M6 u0 b! l2 Y/ _$ E( y4 G9 X
  39. & \1 }& u$ `/ h0 E) n+ D( ~6 G
  40. }
    : F; ~- P1 j, @2 V1 ^
  41. void WS_RST(void)1 G+ I/ v$ o& U  S7 l' u
  42. {& O% m* \( e& h  L% j- y& ^: d
  43.                 uint16_t i=0;9 ]% q* k3 O2 f6 K! [0 ]
  44.             LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    , `1 A! S; ^8 x
  45.                         for(i=0;i<860;i++): w/ s5 j# c4 J4 X) W) O/ L  L
  46.                         {
    9 ~6 r1 T# Y" a4 M6 V
  47.                                 __NOP();
    & p9 q9 ?4 p+ d8 U7 C* x( O) V. H
  48.                         }
    2 H) E4 J. a( ~) Y" d: a
  49. $ _$ |* D6 O' A( v% J
  50. }( X6 w+ k0 Y; a4 ~/ F% d; g

  51. , Q& K1 g0 d# N* d& n  m
  52. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b)( L0 O  x: s9 |- d6 d6 w. `5 A5 _; N
  53. {5 q3 s: x5 D3 ]/ P9 X
  54.         ws_data[(num-1)*3]=g;
    ( M) j* q. `6 `" T2 w* h% L
  55.         ws_data[(num-1)*3+1]=r;5 e. F# r2 b5 f% i! ^( U& j4 ^
  56.         ws_data[(num-1)*3+2]=b;2 @# o, M7 N9 n4 g& s
  57. }2 `2 Z+ B$ k/ e  p* v. P) T
  58. ) I; t  ?! y5 k9 u
  59. " `4 A$ g9 u8 b: X+ Y& U/ y
  60. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b)        3 t( W2 R7 Z% T5 P: G
  61. {
    , @& a9 p4 c% m0 L
  62.         static uint8_t rgb_wsi;
      D! h  k( H" Z
  63.         for(rgb_wsi=1;rgb_wsi<=ws_count;rgb_wsi++)/ Y1 I: Y/ f; r
  64.         {
    - T1 A! v* H& D, R6 w2 o6 U0 x
  65.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3]=ws_g;
    ! w: k) b; R/ E, s; o2 M3 _( }8 N
  66.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+1]=ws_r;
      Y) v& X2 H% o
  67.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+2]=ws_b;
    - G& e5 C, f- {+ A0 W0 J  ?7 c
  68.         }$ d5 e. v) r& o7 E! K" w
  69.         //ws2812_refresh(ws_count);6 I3 r# y' V' @) q/ @3 j/ @
  70. }" J' h+ j# S& u6 G& T

  71. 7 @5 d; B* o1 `* g0 h

  72. 8 m# ^. E. R) `7 B, ?# B+ w
  73. 3 G. j# f! j) X$ ?+ c" i$ P6 t; a
  74. void ws2812_refresh(u8 ws_count)
    . G# y- i2 b; \
  75. {
    0 k9 b# q- j1 i0 s9 G5 w+ @
  76.         uint8_t ws_ri=0;8 _) {, U( O$ C# a  `$ w0 J# e
  77.     1 Q2 Q$ y2 @8 k
  78.         for(;ws_ri<ws_count*3;ws_ri++)
    3 E3 V. Y0 W' P/ j9 K5 f( H6 j- t
  79.         {, _4 O* g3 s" i' C8 w1 A5 W
  80.                 if((ws_data[ws_ri]&0x80)==0)        WS_0();        else WS_1();
    . k& j0 J0 C. D: U' _
  81.                 if((ws_data[ws_ri]&0x40)==0)        WS_0();        else WS_1();) E4 t3 b7 M  m2 J% W
  82.                 if((ws_data[ws_ri]&0x20)==0)        WS_0();        else WS_1();! s5 R( m, a: }' Z( F2 W7 W
  83.                 if((ws_data[ws_ri]&0x10)==0)        WS_0();        else WS_1();- c% S+ [- \8 t0 p, |
  84.                 if((ws_data[ws_ri]&0x08)==0)        WS_0();        else WS_1();
    , b/ U5 e5 w$ a% d, ?( J
  85.                 if((ws_data[ws_ri]&0x04)==0)        WS_0();        else WS_1();
    - _: B/ v) z7 C+ y8 N2 i
  86.                 if((ws_data[ws_ri]&0x02)==0)        WS_0();        else WS_1();
    ( v$ C" @2 ]& D! V
  87.                 if((ws_data[ws_ri]&0x01)==0)        WS_0();        else WS_1();
    7 @( _1 R; O4 |) r
  88.         }
    / [4 l, U3 u9 J/ N- V
  89.     # v4 t, W  p& a# V( j6 q0 V6 h
  90.     //延时一段时间' U. g# P9 R: b9 d2 S0 S2 y
  91.         WS_RST();
    " A1 ^3 W0 W4 T, @9 P+ x' {- U9 O, _, c
  92. }
    $ F8 B3 L  l8 B- r) C; H

  93. ; W, \) O  M5 ?' q8 b- x
  94. 5 J4 W/ ]- \" f& {' \6 N

  95. : i0 B  v$ A- N; }* N- ?
复制代码

9 c% F/ V4 |9 U2 d" G6 F" j2.WS2812.H
3 o" @& Z) C6 X$ `9 A/ g* U4 \8 C, R代码如下(示例):
9 V( a  w- \# G! {+ W
  1. #ifndef _WS2812_H_
    8 G1 C& R* [% E6 a' B

  2. 4 C4 o, p' _5 R# C% h2 a
  3. #define _WS2812_H_
    6 n4 B3 T* H! [* v
  4. 7 G* q$ ?& ~- z2 |0 D
  5. #include "gpio.h"1 @  A" _# C; P0 a

  6. 3 |0 C" H  [$ v/ x; S  W
  7. typedef unsigned char u8;
    . Q, a  W1 n+ X9 e. d: ~% F& W! ~2 R% ]
  8. 4 \& l* j/ j9 u! q
  9. #define WS_ARRAY_SIZE   64
    1 l+ U! K) `5 |8 ]

  10. 8 E" N+ Q: F. u5 r# a# i7 E
  11. void ws2812_refresh(u8 ws_count);//显示
    7 p5 I% x5 n" o' ^: Y+ b
  12. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b);//所有LED颜色配置
    1 n8 ]% e! C5 d( f) z( x* [1 k1 h
  13. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b);//配置单个显示9 o! b% y. _. Y+ b1 Z! I% k( g. `2 k
  14. . \5 ?( x+ G: r0 y' ~) N
  15. #endif
    ' E* H$ ?+ d5 e/ ~: T" w2 d
  16. / }; P: {5 t' ^& S* J5 ~
复制代码

! v; N: M  ^/ x2 J6 I) j3.显示
  1. while (1)
    : h+ b/ D6 `; [
  2.     {
    7 r3 u+ S9 e1 {) V+ T
  3.         /* USER CODE END WHILE */
    3 J6 L$ L# y; @  W& j- t2 u

  4. . q- L, u" ?* L- e% c1 g( Y: e( Q
  5.         /* USER CODE BEGIN 3 */
    5 A: b1 b' n- j- {* u

  6. # E- E0 @# I& K

  7. 2 z* s0 b7 `% G8 N
  8.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个) x0 s3 q5 M0 A8 D2 q
  9.         {
    4 u; }. [' {  B2 m
  10.             ws2812_set_num(i, 1, 0, 0);//红色/ B+ _$ z& ]7 Y! ~
  11. ; `% V0 t$ r; }/ K
  12.         }, S1 Z% r: }6 m
  13.             ws2812_refresh(28);//显示全部数据
    , o4 \  ~7 O* G! v
  14.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);//清除数据+ x7 ]* ~# g8 F% J0 ~
  15.             HAL_Delay(800);
    " j2 M2 V) X) `' X
  16.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个, r+ H* Y% E# m" g0 j
  17.         {) t4 s* d; P8 d5 s  D( h+ m
  18.             ws2812_set_num(i, 0, 1, 0);//绿色7 V6 b5 n" T: j* i" v/ m
  19. , G5 O0 x3 R1 z( Q, P% `! A+ X# p9 l
  20.         }5 A$ C6 Z9 f: D4 i8 S4 ~9 a9 ]! d
  21.             ws2812_refresh(28);
      n% I& P! m! E7 d) v
  22.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);$ t; I) u% a" u' ]
  23.             HAL_Delay(800);: h/ H" S9 `, S' @4 |. H
  24.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
    " e( {* }1 i# @% y" `( e+ J
  25.         {
    & V% o+ K0 C/ b1 l" ]9 \( x
  26.             ws2812_set_num(i, 0, 0, 1);//蓝色
    - a7 i. s& e0 K3 q# D9 }; X
  27.   Z, c9 ]" f( z4 w# N
  28.         }
    4 W; E4 ?% ^/ [) k/ n
  29.             ws2812_refresh(28);7 R& Q; b8 B1 X4 P8 K) E. l" m
  30.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);  A" w& c  H: z* x# e
  31.             HAL_Delay(800);
    0 M% Z# V1 Z5 a, o  g7 J, X
  32. $ ]) g$ z9 p7 ?; c7 Z# o+ j9 W7 y6 _
  33.     }
    8 p9 L% Q# L( ?3 k
复制代码
& S' F# F6 r& H( n, j5 a" P/ X/ ~

- o2 R1 m" V. V" R9 P# _实验现象
. C  V6 s, J7 ]8 X1 P  D" k2 l9 B$ x4 C( Q$ w: Z
dd36ade69e4e43e580fe95d87e80d574.gif # S" {0 A# }3 Y! G* S+ Y' z* r3 X

0 W; X* J# H  Q: R. o' E0 I: \————————————————
5 J2 {% y- R4 B  G版权声明:xiaoqi976633690/ Q  e( d7 D' D  o# W$ ]! G
如有侵权请联系删除* E* E" c3 k  u( h" S8 p2 ?
/ G' r2 K  C$ O4 F: R
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