STM32 cubemx驱动ws2812b灯条

参考链接

ws2812 程序设计与应用（1）DMA 控制 PWM 占空比原理及实现（STM32）

ws2812b原理

WS2812 内部集成了处理芯片和3颗不同颜色的led灯（红，绿，蓝），通过单总线协议分别控制三个灯的亮度强弱，达到全彩的效果，每一个灯需要 8 bits（1 byte）的数据，所以一颗 ws2812 共需要24 bits（3 bytes）的数据。
ws2812 采用 PWM方式来编码，即每个PWM的周期固定为1.25us（800k），占空比为 1/3 时为 0 码，占空比为 2/3 为 1 码。另外，ws2812 复位信号为一个不低于50us的低电平：
时序

ws2812传输原理

ws2812 的特点是可以多个灯珠串联起来，这样就可以通过一个总线控制多个灯珠：

ws2812 可以将第一个24字节的时序留下，余下的往下一位传递：

可以结合波逻辑分析仪捕获的波形来理解：

上图是4个led的驱动时序，首先是一个100us的低电平复位来ws2812，接着是第一个led灯的数据，它有24个周期，分为3个部分，每一个部分是8个周期分别对应不同颜色的灯，可以看到，第一个部分都是宽占空比，所以全是1，第二个部分都是窄占空比，所以全是0，第三个部分和第一个部分同。所以第一颗led灯，是绿色和蓝色一起亮，视觉效果为青色，其它同理。

时序的数据结构是，高位到低位：

基本信息

芯片型号	系统时钟	定时器	高速总线	引脚
STM32F427IIH	180Mhz	TIM8_CH2	APB2	PI6

CubeMx配置

时钟

TIM8_CH2

周期计算：
ws2812b需要800kb的周期，系统时钟是180Mhz，TIM8是挂在APB2总线上的，它的时钟也是180Mhz，
因此，有：180 * 1000 / 800 = 225 （224+1），因此自动装载值设为 224 ；

cubemx的配置到此结束。

代码部分

在tim.c里添加

void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim8,TIM_CHANNEL_2);
}

在ws2812.c里添加
参数说明：

ONE_PULSE	ZERO_PULSE	WS2812_DATA_LEN
149	74	334
149 =（224+1）* 2/3	74 = （224+1）* 2/3	80 + led_nums * 24

#include "ws2812b.h"
#include "tim.h"#define ONE_PULSE        (149)                           //1 码
#define ZERO_PULSE       (74)                           //0 码
#define RESET_PULSE      (80)                           //80 ，复位信号
#define LED_NUMS         (11)                            //led 数量
#define LED_DATA_LEN     (24)                           //led 长度，单个需要24bits
#define WS2812_DATA_LEN  (LED_NUMS*LED_DATA_LEN)        //ws2812灯条需要的数组长度uint16_t static RGB_buffur[RESET_PULSE + WS2812_DATA_LEN] = { 0 };void ws2812_set_RGB(uint8_t R, uint8_t G, uint8_t B, uint16_t num)
{//uint16_t* p = (RGB_buffur + RESET_PULSE) + (num * LED_DATA_LEN);for (uint16_t i = 0;i < 8;i++){//p[i]      = (G << i) & (0x80)?ONE_PULSE:ZERO_PULSE;p[i + 8]  = (R << i) & (0x80)?ONE_PULSE:ZERO_PULSE;p[i + 16] = (B << i) & (0x80)?ONE_PULSE:ZERO_PULSE;}
}
/*ws2812 初始化*/
void ws2812_init(uint8_t led_nums)
{uint16_t num_data;num_data = 80 + led_nums * 24;for(uint8_t i = 0; i < led_nums; i++){ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x00, i);}HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim8,TIM_CHANNEL_2,(uint32_t *)RGB_buffur,(num_data));
}
/*全亮蓝灯*/
void ws2812_blue(uint8_t led_nums)
{uint16_t num_data;num_data = 80 + led_nums * 24;for(uint8_t i = 0; i < led_nums; i++){ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, i);}HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim8,TIM_CHANNEL_2,(uint32_t *)RGB_buffur,(num_data));
}
/*全亮红灯*/
void ws2812_red(uint8_t led_nums)
{uint16_t num_data;num_data = 80 + led_nums * 24;for(uint8_t i = 0; i < led_nums; i++){ws2812_set_RGB(0x22, 0x00, 0x00, i);}HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim8,TIM_CHANNEL_2,(uint32_t *)RGB_buffur,(num_data));
}
/*全亮绿灯*/
void ws2812_green(uint8_t led_nums)
{uint16_t num_data;num_data = 80 + led_nums * 24;for(uint8_t i = 0; i < led_nums; i++){ws2812_set_RGB(0x00, 0x22, 0x00, i);}HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim8,TIM_CHANNEL_2,(uint32_t *)RGB_buffur,(num_data));
}void ws2812_example(void)
{       ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 0);ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 1);ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 2);ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 3);ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 6);ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 7);ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 8);ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x22, 10);HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim8,TIM_CHANNEL_2,(uint32_t *)RGB_buffur,(344)); //344 = 80 + 24 * LED_NUMS(11)HAL_Delay(500);
}

在ws2812b.h 里加入

#ifndef  WS2812B_H
#define WS2812B_H
#include "type.h"
#include "stdint.h"void ws2812_set_RGB(uint8_t R, uint8_t G, uint8_t B, uint16_t num);void ws2812_example(void);
extern void ws2812_blue(uint8_t led_nums);
extern void ws2812_red(uint8_t led_nums);
extern void ws2812_green(uint8_t led_nums);#endif

在main.c里加入

 ...ws2812_init(11);while (1){ws2812_blue(8);HAL_Delay(500);ws2812_red(8);HAL_Delay(500);ws2812_green(8);HAL_Delay(500);}...

演示效果：

更新

type.h

#ifndef _TYPE_H
#define _TYPE_H#include "stm32f4xx_hal.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>typedef uint8_t   u8;
typedef uint16_t    u16;
typedef uint32_t    u32;typedef int8_t      s8;
typedef int16_t     s16;
typedef int32_t     s32;typedef volatile uint8_t    vu8;
typedef volatile uint16_t   vu16;
typedef volatile uint32_t   vu32;typedef volatile int8_t    vs8;
typedef volatile int16_t    vs16;
typedef volatile int32_t    vs32;typedef union{s8       s8_fmt[8];  //for angle and omegau8         u8_fmt[8];  //for angle and omegachar   ch_fmt[8];  //s16       s16_fmt[4];u16      u16_fmt[4];s32  s32_fmt[2];u32  u32_fmt[2];float    f32_fmt[2];double   d64_fmt;
}data_convert_ut;   //for diaobi gyro#endif