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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# Z0 `, y' Z2 _9 ?: A- b' V0 L
WS2812的驱动方式目前大致为gpio,spi,time+pwm  7 t/ G/ |2 j4 W. V
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。
5 k/ F! C; l% ^7 o. ^本次用的是gpio通过 ` __NOP() ` 延时来模拟ws2812的时序。3 T5 |& {' D% x6 x6 @
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0 }  f3 i. d# O* f/ M+ U2 d

; A, a" G  J* |' ]3 Y( |一、CUBEMX配置
% |5 p/ C1 X$ l! ?( z
: r' G6 F  \0 y/ f6 Z  x3 k
29bfebd66bb6479d812cdc9be3e22821.png
& S7 \0 n* L+ i) m7 |: S8 g, i* v( T3 D2 M1 k( y3 S
529b92c591f549a9b89074466244615c.png 2 @/ X. Q. W  ]# a, r

( l( k, X" t# R3 H
b893cfca9eee4275814ae81bbc04ced5.png
; c' G; R4 Y' ~# y! `( H4 ?7 B1 n" y- ?% h/ `& O
900afbff7a21498f9db2de87ece9ecb1.png / s- b+ ^4 v6 Y1 S. \4 }  i
  Q  `0 p; I0 u  {3 `! w/ R
二、WS2812驱动时序
$ z2 P1 S# |/ m5 Y4 V通过示波器将 __NOP();的用时记录然后逐次增加) J1 d1 U% ~4 o; r' [
一个nop大概占用30-40ns6 t; Y) H. I$ x
0码为400+850ns
1 P8 l& K9 L/ D  }7 [! \- d1码为850+400ns
# V# a4 S0 a0 z$ n4 W
5 N3 X* \+ Y7 N2 k5 O' C# z
1.WS2812.C, W2 W3 c* ~2 |
代码如下(示例):! q8 d8 o' H" U1 _. v
  1. #include "ws2812.h"* N) ^0 S8 t; p: U/ {% V
  2. - |  B& c7 S8 Q& ^

  3. ! s- f0 m" i! d8 V
  4. uint8_t ws_data[WS_ARRAY_SIZE]={0};8 \$ |; z5 X6 N* A' h$ X( ]
  5. 1 \  v( b: ~8 @
  6. ( B7 T0 ?8 [; F6 n/ B3 x0 m2 ~
  7. void  WS_0(void)
    % ~. V# i* W5 j5 B/ q; M
  8. {
    : F6 R8 C7 A0 e/ ^' G

  9. ; |' _* l8 c/ p1 k) c2 O2 n. X" ]
  10.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    2 U& t$ Z, f; L: \, E/ @2 }; B0 k
  11.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    % a  ~# F: W8 v7 T
  12.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        , I: y) I" f: Z/ z
  13.     __NOP();__NOP();__NOP();
    0 d, {- c6 \2 A% k* X' l  V' p
  14. 0 n" U8 N2 I- |# r! [# R
  15.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    / U& Q! W! U- f9 T
  16.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();       
    $ ^0 _; F; X% S  F( M* b
  17.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    % Q& J% t6 q# l
  18.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();                3 J" _6 Z5 [) p. x2 X4 E% e
  19.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();               
    : M3 l/ S: b2 ]4 Y3 z: u
  20.     __NOP();
    3 i0 l' H# I1 r5 H: O" L0 v
  21. 3 A  `& z" ?  m! N
  22. }6 `4 k0 g" ?+ p  T# Z
  23. 8 N* y( ?6 ^3 W+ G: \( R) `% c. Q0 H
  24. 7 z  o- H6 {; x8 d' T/ r. }8 _  ]
  25. void WS_1(void)
    : ^/ Y- g8 O; S8 ]9 p: h
  26. {) Q' K- x' h6 u
  27.     LL_GPIO_SetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    5 q2 ^! g/ n* s5 \# s3 W- T
  28.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    ' v% V% Z8 E. X/ \: l1 S2 w" B
  29.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    1 D% f! ^  m  E
  30.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    # U3 s1 ]  i# U2 c# c  A& t4 ^
  31.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();! x* A' z" O& j' M: R. y( i$ c
  32.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();        . o3 y4 i  R9 S# a: P& M
  33.                 __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();
    9 [5 C, V" ]5 z
  34. ' a; n4 O) J- Q" k8 ]5 A
  35.     LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    * C. ^* o5 b6 x' r
  36.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();- E* v% N7 f' x: u- h* u4 Q/ T
  37.     __NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();* [& T* ?1 N  g9 A
  38.     __NOP();__NOP();__NOP();  b2 Q, @( J6 G. ^: U, ?* x9 t1 s

  39. 2 n. \* G3 p! d  v& I) d; D
  40. }( _! [( R; d1 I, x: m1 _& o5 Q
  41. void WS_RST(void)
    9 F( P' r6 I1 z6 a% y
  42. {. P  ]6 `# e* }# g8 u4 j0 c
  43.                 uint16_t i=0;* A7 T- {! V( G% g; ~
  44.             LL_GPIO_ResetOutputPin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);0 Z: q  H5 Y9 J1 [4 }
  45.                         for(i=0;i<860;i++)  Q6 A, A. H) d; {8 h( p5 `8 h
  46.                         {& ?. q0 _$ A( p# M
  47.                                 __NOP();
    1 _5 V6 t. ~0 C% d* f
  48.                         }& t4 U! _* c5 w9 v! y

  49. $ z5 F( b8 E! G( }7 z' |: l+ C- _0 c7 W
  50. }
    5 ]$ z: u2 ~0 o; D* G6 \

  51. 5 d# N' s- S, u3 t# T3 ~% W
  52. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b)
    9 }2 I) P% H" o
  53. {  i7 R$ k$ X' Q+ R) v& G5 F
  54.         ws_data[(num-1)*3]=g;
    5 T/ k+ H8 c9 U. ?4 C- w/ Z6 E
  55.         ws_data[(num-1)*3+1]=r;
      Y3 o- A" b) i" @( i
  56.         ws_data[(num-1)*3+2]=b;
    " J2 B/ Y6 m$ x5 w$ Y) v7 f2 [! Q
  57. }: k. t" J0 P2 A' ]- H, b/ M
  58. 3 \2 R  }( |: w+ J' W+ H# `6 T! I& W, L

  59. : B+ w5 I" f$ J  W6 p, z
  60. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b)        / V% n% Q  X- W$ A: `3 M
  61. {/ b8 ^# U6 s" }, B2 n1 w
  62.         static uint8_t rgb_wsi;
    ; G( L( o& S; R2 K
  63.         for(rgb_wsi=1;rgb_wsi<=ws_count;rgb_wsi++)
      n& W4 }. [" D& C; k% [. N2 o
  64.         {
    * t: k0 n6 t8 o* p. B6 v  m- `9 z
  65.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3]=ws_g;
    ( D, _6 {$ y' j& J  W
  66.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+1]=ws_r;& d8 X7 y  D2 L8 E' ~$ y
  67.                 ws_data[(rgb_wsi-1)*3+2]=ws_b;; H8 b1 Q$ {( v* M8 ^8 _- Y
  68.         }
    $ Y2 g8 }  }6 ~0 k  K
  69.         //ws2812_refresh(ws_count);- u' p6 Z: z! s4 D' F
  70. }& U. m! j- v& n+ u9 e: K

  71. 5 _; U4 V6 V0 n8 w2 F  _6 p* x
  72. 4 w3 L$ j7 m  y: r% g
  73. + W$ p- K5 g3 k* m
  74. void ws2812_refresh(u8 ws_count)
    : ]$ U, |9 S; J0 ]
  75. {
    7 T$ I( l- O) F, L
  76.         uint8_t ws_ri=0;# s' G( H) u& \1 x7 G2 A+ X
  77.    
    6 b* c1 _+ I* b/ W2 U# J! J$ `, w- \
  78.         for(;ws_ri<ws_count*3;ws_ri++)0 M" H7 F. ]9 W& V
  79.         {" M0 B5 F: E0 r3 i  I
  80.                 if((ws_data[ws_ri]&0x80)==0)        WS_0();        else WS_1();
    6 G5 C4 k& Y, w) U& S( O- h
  81.                 if((ws_data[ws_ri]&0x40)==0)        WS_0();        else WS_1();
    8 T% \$ ^5 w: @5 T- r8 Y: L5 |" E
  82.                 if((ws_data[ws_ri]&0x20)==0)        WS_0();        else WS_1();
    0 u+ p* A2 p! T! p; g* W
  83.                 if((ws_data[ws_ri]&0x10)==0)        WS_0();        else WS_1();" p1 |, }  D4 A
  84.                 if((ws_data[ws_ri]&0x08)==0)        WS_0();        else WS_1();
    9 [7 K" X1 {  j7 Z: y
  85.                 if((ws_data[ws_ri]&0x04)==0)        WS_0();        else WS_1();8 F" q9 h: a# n1 F* }
  86.                 if((ws_data[ws_ri]&0x02)==0)        WS_0();        else WS_1();
    4 I2 m8 k+ ]  b) `7 l
  87.                 if((ws_data[ws_ri]&0x01)==0)        WS_0();        else WS_1();6 Q* L3 f5 y7 s8 `! a5 j
  88.         }9 Z7 }0 S; n0 L4 A* K. J& h2 i
  89.    
    ; B. [7 z! h! W8 x: H+ Y
  90.     //延时一段时间$ y$ |6 b% h, e4 f, P& O0 W
  91.         WS_RST();; L  N) N* {+ U. g0 M) p
  92. }# S# R( n4 f8 ^: {# A
  93. ' B2 s5 v8 c" g8 i; U0 ~# R9 g

  94. 8 ~  t3 q: S7 P+ d' H  [

  95. 2 k" g& J& h/ }  @* ]; j4 H
复制代码

1 L2 n3 `' p- \+ @1 k9 a# b( M2.WS2812.H& R# L& S6 F: H
代码如下(示例):
1 b5 k) K' Y9 l  s( c& |# Y' z
  1. #ifndef _WS2812_H_: ?+ x* T7 o2 y4 [

  2. - T& X: x( B0 A3 l- o5 c( L! d
  3. #define _WS2812_H_
    0 u( n. g8 \, o
  4. ' A+ T, L: ^' Q, v
  5. #include "gpio.h"% t" |1 G+ o" g
  6. ! O* X" z) y% q
  7. typedef unsigned char u8;4 R7 P3 Z& L" e% u( E

  8. : u0 i9 o$ Z4 h- F
  9. #define WS_ARRAY_SIZE   645 @1 ?6 I& B; P' h; G
  10. ( ~7 Z+ M% d$ T0 c0 ?( M
  11. void ws2812_refresh(u8 ws_count);//显示
    1 X3 j3 X+ x. m  ~/ W9 z
  12. void ws2812_rgb_all(u8 ws_count,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b);//所有LED颜色配置% V* ]: P! r) o
  13. void ws2812_set_num(uint16_t num ,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b);//配置单个显示
    9 h( m/ q8 \% N0 n6 V

  14. / K/ m3 x& G. y7 \
  15. #endif8 D$ Q! t' X7 }. e& P. |
  16. $ ?5 d4 {/ K9 R8 L2 v' _6 `: o
复制代码

. b$ Q2 G+ K1 K7 |% @7 X# S3.显示
  1. while (1)) Y" n: y) m' P  J
  2.     {" t- E" S- y4 e0 z8 B. v
  3.         /* USER CODE END WHILE *// u3 W& G! e8 }' `& d
  4. . l. J5 F- s. U
  5.         /* USER CODE BEGIN 3 */' m4 l: ]( n7 f8 a
  6. 2 y, o" ]% I5 m! D! i
  7. ( \+ t0 ], N! C6 T
  8.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
    ! T) ^- _0 \& T3 k  m6 i7 @# ]; Z
  9.         {2 }8 K2 W0 g( w
  10.             ws2812_set_num(i, 1, 0, 0);//红色
    * ]7 J3 y  l! E* a$ F

  11.   e& c9 r4 j4 x' P0 k9 t7 T7 `. N
  12.         }' ^' K+ z$ g  w- Y' Z2 A- x
  13.             ws2812_refresh(28);//显示全部数据
    6 g$ ^# H$ _2 U8 j
  14.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);//清除数据
    4 I; [7 `% [2 S& X( }4 N0 ^
  15.             HAL_Delay(800);
    ( A0 J6 c2 ^2 \4 l2 F5 V$ C4 ]
  16.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个- F' j5 U5 f; }
  17.         {: R! M( w7 o: Y5 P. ?$ q
  18.             ws2812_set_num(i, 0, 1, 0);//绿色
    5 E& q' g7 f5 F0 p- z# p9 a6 f1 t

  19. , r; x7 v, @6 f
  20.         }
    2 r; d! _1 z( O& o
  21.             ws2812_refresh(28);, u, K& U, Q7 M0 f- e: H: \  p
  22.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);
    % x' `' a2 `( D7 u; V+ ^" Q% m  f+ ]
  23.             HAL_Delay(800);
    6 W6 X5 u* P& l: u) W
  24.         for(i = 1; i < 29; i++)//显示28个
    $ Z) O/ u' A/ j3 p9 Z9 Y
  25.         {3 A* L  J1 x# P
  26.             ws2812_set_num(i, 0, 0, 1);//蓝色3 I. G9 l; }: J4 D
  27. 3 |8 L! l6 e7 h. R1 q/ S+ \  `
  28.         }5 ^' z1 _' E/ G
  29.             ws2812_refresh(28);9 G# j, n( f# }8 d, S
  30.             ws2812_rgb_all(28, 0, 0, 0);
    7 z' g( T- k; R) B' w
  31.             HAL_Delay(800);# S" o, `6 H; s6 {* O0 u2 F

  32. 6 o8 [3 a2 Q0 D% H6 H
  33.     }; j* A3 l" z8 p  N+ q
复制代码

2 _/ W# c7 F. ^  ]$ W! V9 A! Z: l7 S/ w1 A
实验现象) R  n8 h- E! E( Y6 `! Y

% v, ~, f! g* q/ L
dd36ade69e4e43e580fe95d87e80d574.gif
: h  C7 o- x* d% B4 o) ]  ]7 w7 D! c* M8 W+ ?
————————————————) e3 \; m( h0 W# F' j. l6 f
版权声明:xiaoqi976633690* j' m( `# t& `$ q) s+ {  E
如有侵权请联系删除
' _$ C' J' x- s3 L. Z6 m1 C5 {# }" ^0 q3 U: b) R
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