WS2812B灯带驱动实验

实验环境：

KEIL5、正点原子阿波罗STM32F767开发板

一、灯带介绍

过多介绍我这里不赘述了，想了解详情的可以看看手册，直接开干。

1.1、灯带连接方式

我们只要控制DIN端就好了。

1.2、传输数据方式

简单理解就是单总线发了一串数据，第一个灯拿了第一个字节的数据，第二个灯拿个第二个字节的数据，以此类推。

1.3、控制时序

代码就照这个时序写，因为例程中没有没有纳秒级别的延迟函数，所以我们要根据自己芯片去写。

我用的晶振是216M，一个 __nop() 计算方式为：1 / 216MHz ≈ 0.0046us = 4.6ns 。
根据这个就可以写纳秒（ns）级别的函数了。

二、程序介绍

2.1、WC2812B.c

/************************************************************
@Description: WS2812B全彩LED灯驱动
***********************************************************/
#include "WS2812B.h"
#include "delay.h"Color_TypeDef PixelBuf[PIXEL_NUM]; //像数数据
uint8_t flag;
Color_TypeDef   Color_Prar;
//晶振216M,1/216≈0.004629us=4.6ns
#define delay_4_6ns     __nop()                         //1个nop是4.6ns
#define delay_23ns      delay_4_6ns;delay_4_6ns;delay_4_6ns;delay_4_6ns;delay_4_6ns
#define delay_115ns     delay_23ns;delay_23ns;delay_23ns;delay_23ns;delay_23ns
//T0H
#define delay_391ns     delay_115ns;delay_115ns;delay_115ns;delay_23ns;delay_23ns
//T0L
#define delay_851ns     delay_805ns;delay_23ns;delay_23ns
//T1L
#define delay_460ns     delay_115ns;delay_115ns;delay_115ns;delay_115ns
//T1H
#define delay_805ns     delay_460ns;delay_115ns;delay_115ns;delay_115ns/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :WS2812B_Init
@Description:初始化
----------------------------------------------------------------------------*/
void WS2812B_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();           //开启GPIOA时钟GPIO_Initure.Pin=WS2812B_PIN;           //PB1GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输入GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速HAL_GPIO_Init(WS2812B_PORT,&GPIO_Initure);HAL_GPIO_WritePin(WS2812B_PORT,WS2812B_PIN,GPIO_PIN_SET);    //PB1置1
}
/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :WS2812B_Reset
@Description:复位
----------------------------------------------------------------------------*/
void WS2812B_Reset(void)          //复位函数
{WS2812B_Low();delay_us(300);
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :WS2812B_WriteByte
@Description:写一个字节
----------------------------------------------------------------------------*/
void WS2812B_WriteByte(uint8_t dat)
{u8 i;for (i=0;i<8;i++){//先发送高位if (dat & 0x80) //1{WS2812B_Hi();delay_805ns;  //T1HWS2812B_Low(); delay_460ns; //T1L}else //0{WS2812B_Hi();delay_391ns; //T0HWS2812B_Low();   delay_851ns; //T0L}dat<<=1;}
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :RGB_LED_Write_24Bits
@Description:写入1个24bit颜色数据
----------------------------------------------------------------------------*/
void RGB_LED_Write_24Bits(uint8_t green, uint8_t red, uint8_t blue)
{WS2812B_WriteByte(green);WS2812B_WriteByte(red);WS2812B_WriteByte(blue);WS2812B_Reset();
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :RGB_LED_Red
@Description:写入1红色数据
@Input      :无
@Retrun     :无
@Others     :
----------------------------------------------------------------------------*/
void RGB_LED_Red(void)
{uint8_t i;for (i = 0; i < 1; i++){RGB_LED_Write_24Bits(0, 0xff, 0);}
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :RGB_LED_Green
@Description:写入1绿色数据
----------------------------------------------------------------------------*/
void RGB_LED_Green(void)
{uint8_t i;for (i = 0; i < 1; i++){RGB_LED_Write_24Bits(0xff, 0, 0);}
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :RGB_LED_Blue
@Description:写入1蓝色数据
----------------------------------------------------------------------------*/
void RGB_LED_Blue(void)
{uint8_t i;for (i = 0; i < 1; i++){RGB_LED_Write_24Bits(0, 0, 0xff);}
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :WS2812B_WriteColor
@Description:写入1个24bit颜色数据
----------------------------------------------------------------------------*/
void WS2812B_WriteColor(Color_TypeDef *pColor)
{WS2812B_WriteByte(pColor->G);WS2812B_WriteByte(pColor->R);WS2812B_WriteByte(pColor->B);
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :WS2812B_RefreshPixel
@Description:更新显示
@Input      :无
@Retrun     :无
@Others     :
----------------------------------------------------------------------------*/
void WS2812B_RefreshPixel(void)
{u8 i;for(i=0;i<PIXEL_NUM;i++){WS2812B_WriteColor(&PixelBuf[i]);}
}
//============================================================================
void Copy_Color(Color_TypeDef *pDst,Color_TypeDef *pScr)
{pDst->R = pScr->R;pDst->G = pScr->G;pDst->B = pScr->B;
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :WS2812B_FillColor
@Description:填充颜色
@Input      :start：开始位置;end:结束信置;pColor:颜色值
@Retrun     :无
@Others     :
----------------------------------------------------------------------------*/
void WS2812B_FillColor(u16 start,u16 end,Color_TypeDef *pColor)
{if (start > end) //交换位置{u16 temp;temp = start;start = end;end = temp;}if (start >= PIXEL_NUM)return; //超出范围if (end >= PIXEL_NUM)end = PIXEL_NUM-1;//填充颜色值while(start <= end){Copy_Color(&PixelBuf[start],pColor);start++;}
}/*---------------------------------------------------------------------------
@Function   :WS2812B_All_Blue
@Description:点亮全部灯带显示为蓝色
----------------------------------------------------------------------------*/
void WS2812B_All_Blue(u8 num)
{Color_Prar.G = 0x00;Color_Prar.R = 0x00;Color_Prar.B = 0xff;WS2812B_FillColor(0,num,&Color_Prar);
}
void WS2812B_All_Red(u8 num)    //全红
{Color_Prar.G = 0x00;Color_Prar.R = 0xff;Color_Prar.B = 0x00;WS2812B_FillColor(0,num,&Color_Prar);
}
void WS2812B_All_Green(u8 num)  //全绿
{Color_Prar.G = 0xff;Color_Prar.R = 0x00;Color_Prar.B = 0x00;WS2812B_FillColor(0,num,&Color_Prar);
}void WS2812B_All_Yellow(u8 num)    //全黄
{Color_Prar.G = 0xff;Color_Prar.R = 0xff;Color_Prar.B = 0x00;WS2812B_FillColor(0,num,&Color_Prar);
}

2.2、WS2812.h

/************************************************************
@Description: WS2812B全彩LED灯驱动
***********************************************************/
#ifndef __WS2812B_H
#define __WS2812B_H
#include "sys.h"//WS2812B IO 定义  注意初始化APB时钟也要修改
#define WS2812B_PORT        GPIOB
#define WS2812B_PIN         GPIO_PIN_1
#define WS2812B_RCC_AHB     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()           //开启GPIOB时钟#define WS2812B_Hi()  HAL_GPIO_WritePin(WS2812B_PORT,WS2812B_PIN,GPIO_PIN_SET)
#define WS2812B_Low()   HAL_GPIO_WritePin(WS2812B_PORT,WS2812B_PIN,GPIO_PIN_RESET)
//颜色
typedef struct color{u8 G;u8 R;u8 B;
}Color_TypeDef;//------------------------
#define PIXEL_NUM   60  //LED灯的个数void WS2812B_Init(void);
void WS2812B_Reset(void);
void WS2812B_WriteColor(Color_TypeDef *pColor);void RGB_LED_Write_24Bits(uint8_t green, uint8_t red, uint8_t blue);
void RGB_LED_Red(void);
void RGB_LED_Green(void);
void RGB_LED_Blue(void);void WS2812B_RefreshPixel(void);
void WS2812B_FillColor(u16 start,u16 end,Color_TypeDef *pColor);void WS2812B_All_Blue(u8 num);
void WS2812B_All_Red(u8 num);
void WS2812B_All_Green(u8 num);
void WS2812B_All_Yellow(u8 num);
#endif

2.3、KEY.c

#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "WS2812B.h"//按键初始化函数
void KEY_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();           //开启GPIOA时钟__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();           //开启GPIOC时钟__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();           //开启GPIOH时钟GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0;            //PA0GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT;      //输入GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;        //下拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_13;           //PC13GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT;      //输入GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3; //PH2,3HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);
}//按键处理函数
//返回按键值
//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
//0，没有任何按键按下
//1，WKUP按下 WK_UP
//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>KEY2>WK_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{static u8 key_up=1;     //按键松开标志if(mode==1)key_up=1;    //支持连按if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||KEY2==0||WK_UP==1)){delay_ms(10);key_up=0;if(KEY0==0)       return KEY0_PRES;else if(KEY1==0)  return KEY1_PRES;else if(KEY2==0)  return KEY2_PRES;else if(WK_UP==1) return WKUP_PRES;          }else if(KEY0==1&&KEY1==1&&KEY2==1&&WK_UP==0)key_up=1;return 0;   //无按键按下
}void KEY_LED_Control(void)
{switch(KEY_Scan(0)){case KEY0_PRES:{WS2812B_All_Blue(30);delay_ms(100);WS2812B_RefreshPixel();     //更新显示}break;case KEY1_PRES:{WS2812B_All_Red(30);delay_ms(100); WS2812B_RefreshPixel();     //更新显示}break;case KEY2_PRES:{WS2812B_All_Green(30);delay_ms(100);WS2812B_RefreshPixel();        //更新显示}break;case WKUP_PRES:{WS2812B_All_Yellow(30);delay_ms(100);WS2812B_RefreshPixel();       //更新显示}break;}
}

2.4、KEY.h

#ifndef _KEY_H
#define _KEY_H
#include "sys.h"#define KEY0        HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_3)  //KEY0按键PH3
#define KEY1        HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_2)  //KEY1按键PH2
#define KEY2        HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13) //KEY2按键PC13
#define WK_UP       HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)  //WKUP按键PA0#define KEY0_PRES    1
#define KEY1_PRES   2
#define KEY2_PRES   3
#define WKUP_PRES   4void KEY_Init(void);
u8 KEY_Scan(u8 mode);
void KEY_LED_Control(void);#endif

2.5、main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "WS2812B.h"int main(void)
{Cache_Enable();                 //打开L1-CacheHAL_Init();                        //初始化HAL库Stm32_Clock_Init(432,25,2,9);   //设置时钟,216Mhz delay_init(216);                //延时初始化KEY_Init();                       //按键初始化WS2812B_Init();                  //灯带控制IO口初始化while(1){       KEY_LED_Control();  //由此按钮函数控制切换红、绿、蓝、黄四种颜色}
}

遇到的问题

灯带是点亮了，也能控制切换，但是，灯带受外部干扰也很强，不控制的情况下，也可能会不受控制的点亮。

文章参考：

闲来无事，搞了条WS2812B全彩灯带玩一下，驱动程序借助以下两篇文章的大佬的程序修改。
https://blog.csdn.net/Lennon8_8/article/details/108980808
https://blog.csdn.net/weixin_53411486/article/details/127246513
做实验前结合这两位仁兄的贴子，感谢两位大佬。

附带代码连接

有遇到相同实验环境的情况的伙伴，也可以直接使用这份代码实验一下。
https://download.csdn.net/download/weixin_41569625/87452923