ESP32 开发笔记(三)源码示例 7_WS2812_RMT 使用ESP32的RMT实现彩虹变色效果
开发板购买链接
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开发板简介
开发环境搭建 windows
ESP32例程为C语言开发,并非Python/Arduino/AT指令开发,基于ESP-IDF_V4.2框架库,采用纯C语言开发,开发工具为Visual Studio Code
Android(安卓)例程全部为原生Android开发,例程全部支持到SDK版本29 Android 10.0(Q) 开发工具为Andirod Studio 4.0
PC源码例程为Visual Studio 2013开发,C++语言,基于MFC
送的MQTT账号,仅用于同学们开发测试,大家不要用到实际产品上,不定期更换密码,会在QQ群公布
以下列出的例程源码均编写完成(不断增加中),开发教程正在编写
基础例程:
0_Hello Bug (ESP_LOGX与printf) 工程模板/打印调试输出
1_LED LED亮灭控制
2_LED_Task 使用任务方式控制LED
3_LEDC_PWM 使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果
4_ADC_LightR 使用ADC读取光敏电阻实现光照传感
5_KEY_Short_Long 按钮长按短按实现
6_TouchPad_Interrupt 电容触摸中断实现
7_WS2812_RMT 使用RMT实现RGB_LED彩虹变色示例
8_DHT11_RMT 使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器
9_SPI_SDCard 使用SPI总线实现TF卡文件系统示例
10_IIC_ADXL345 使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器
11_IIC_AT24C02 使用IIC总线实现小容量数据储存测试
12_IR_Rev_RMT 使用RMT实现红外遥控接收解码(NEC编码)
13_IR_Send_RMT 使用RMT实现红外数据发送(NEC编码)
14_WIFI_Scan 附近WIFI信号扫描示例
15_WIFI_AP 创建软AP示例
16_WIFI_AP_TCP_Server 在软AP模式下实现TCP服务端
17_WIFI_AP_TCP_Client 在软AP模式下实现TCP客户端
18_WIFI_AP_UDP 在软AP模式下实现UDP通讯
19_WIFI_STA 创建STA站模连接路由器
20_WIFI_STA_TCP_Server 在站模式STA下实现TCP服务端
21_WIFI_STA_TCP_Client 在站模式STA下实现TCP客户端
22_WIFI_STA_UDP 在站模式STA下实现UDP通讯
23_LCD_Test LCD液晶触摸屏显示测试
24_XPT2046_Touch_Test 电阻触摸XPT2046驱动测试触摸校正
ESP32应用例程
Bluetooth_RGBLight Android手机通过蓝牙控制RGB灯变色
Bluetooth_Sensor Android手机通过蓝牙读取开发板姿态和温度湿度参数
Bluetooth_Test Android手机通过蓝牙与开发板通讯
Encryption_MD5 MD5加密
Encryption_SHA1 SHA1加密
Encryption_SHA256 SHA256加密
EncryptionDecrypt_AES_CBC AES_CBC加密
EncryptionDecrypt_AES_ECB AES_ECB加密
ESP32_SmartConfig 通过Android手机配置WIFI连网
HTTP_GET_Request_Weather HTTP Get请求天气预报
JSON_Package 创建JSON数据包
JSON_Parsing 解析JSON数据包
LCD JPEG_Effect 解码JGEG图片特效显示
MQTT MQTT通讯测试
Android(安卓)工具源码
ESP32_Bluetooth_Chat Android通过蓝牙与开发板通讯测试
ESP32_Bluetooth_RGBLight Android通过蓝牙控制开发板RGB灯
ESP32_Bluetooth_Sensor Android通过蓝牙读取开发板3D姿态和温度湿度数据
ESP32_SmartConfig Android手机配置WIFI配网
MQTT_Test Android与开发板通过MQTT协议通讯
TCP_Client Android作为TCP客户端与开发板通讯
UDP_Client Android通过UDP协议与开发板通讯
PC(Visual Studio 2013 C++ MFC)工具源码
MQTT_调试助手 PC通过MQTT与开发板通讯
TCP 调试助手 PC通过TCP服务器/客户端与开发板通讯
UDP 调试助手 PC通过UDP与开发板通讯
LVGL源码
LVGL_Full_Test LVGL官方例程(使用到了大分部控件)
LVGL_Arc_Test 圆弧指示器通过触摸动态改变值
LVGL_Bar_Test 通过动画方式动态演示Bar进度条的使用方法
LVGL_Button_Test 通过5种不同动态效果的按钮学习按钮的创建与使用
LVGL_ButtonMatrix_Test 创建一个计算器布局来演示矩阵按钮控件的使用
LVGL_Calendar_Test 日历控件的创建和使用
LVGL_Canvas_Test 透明画布和画一个圆角过渡色矩形并旋转角度学习画布的使用
LVGL_Chart_Test 通过创建三个不同风格的图表来学习图表控件的使用
LVGL_Checkbox_Test 学习复选框控件的创建和使用
LVGL_ColorPicker_Test 创建一个颜色选择器并动态显示当前颜色的RGB值
LVGL_Container_Test 在内容控件上动态创建三个文本标签学习内容控件的自适应布局
LVGL_Drop_down_List_Test 创建三个不同类型的下拉选择控件
LVGL_Gauge_Test 创建一个动态仪表和静态多指针仪表
LVGL_Image_Test 通过四个滑动条控件控制图片颜色的变化来学习图像控件的使用
LVGL_ImageButton_Test 创建一个图片背景的图像按钮
LVGL_Keyboard_Test 通过一个文本输入框控件还学习键盘控件的调用关闭设置
LVGL_Label_Test 创建内容颜色可变,长文本滚动展示,带阴影3D效果三个标签控件
LVGL_LED_Test 创建三个LED,学习LED控件的调光,颜色,开关的设置
LVGL_Line_Test 通过二维数组创建一段折线来演示线控件的使用
LVGL_LineMeter_Test 创建两个不同的线段弧形指示器动态展示数据
LVGL_List_Test 创建一个带图标的列表控件
LVGL_MessageBox_Test 创建一个带按钮的消息框控件
LVGL_ObjectMask_Test 创建一个变幻色的文本学习蒙版遮罩效果
LVGL_Page_Test 学习页面控件的使用
LVGL_Roller_Test 通过示例学习滑动列表选择器控件
LVGL_Slider_Test 创建一个单向和一个双向滑动条控件
LVGL_Spinbox_Test 学习微调控件的使用
LVGL_Spinner_Test 创建三个不同的环形加载器
LVGL_Switch_Test 创建两个不同的开关控件
LVGL_Table_Test 创建一个简单的表格
LVGL_Tabview_Test 实现三页的页面切换学习Tabview控件
LVGL_Textarea_Test 长按实现打字机效果的Textarea控件
LVGL_Tileview_Test 实现四面环形触摸切换的Tileview控件
LVGL_Window_Test 创建一个窗口,带设置子窗口学习窗口控件的使用
RMT(Remote Control)模块驱动程序可用于发送和接收红外遥控信号。 由于RMT模块的灵活性,该驱动程序还可用于生成或接收许多其他类型的信号。
信号由一系列脉冲组成,由RMT的发射器根据值列表生成。 这些值定义了脉冲持续时间和二进制电平,请参见下文。 发射器还可以提供载波,并使用提供的脉冲对其进行调制。
发送调制图示:
在接收器中,一系列脉冲被解码为包含脉冲持续时间和二进制电平的值列表。 可以应用滤波器以从输入信号中去除高频噪声。
接收调制图示:
WS2812简介
WS2812只需一根信号线就能控制灯带上所有led。多个灯带间可以通过串联轻松延长。在30hz的刷新频率下一个信号线能够控制至多500个led。
-内置信号整形电路,任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出,保证线路波形畸变不会累加。
-内置上电复位和掉电复位电路。
-每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示,完成16777216种颜色的全真色彩显示,扫描频率不低于400Hz/s。
-串行级联接口,能通过一根信号线完成数据的接收与解码。
-任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。
-当刷新速率30帧/秒时,低速模式级联数不小于512点,高速模式不小于1024点。
-数据发送速度可达800Kbps。
-光的颜色高度一致,性价比高。
原理
WS2812B是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同,每个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路,还包含有高精度的内部振荡器和可编程定电流控制部分,有效保证了像素点光的颜色高度一致。
WS2812B为新一代的RGB5050将控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中,构成一个完整的外控像素点。
时序
串行连接示意:
一、硬件设计/原理
查看开发板原理图,RGB灯的信号输入脚连接在主控的GPIO16引脚上,知道了RMT的功能和RGB灯的时序就可以进行代码的编写了。
二、程序设计
先引用必要头文件
// WS2812_RGB Example#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/task.h>
#include <soc/rmt_struct.h>
#include <esp_system.h>
#include <nvs_flash.h>
#include <driver/gpio.h>
#include <stdio.h>
#include "ws2812.h"
#include <esp_log.h>
主函数
void app_main()
{ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");nvs_flash_init();ws2812B_init(WS2812_PIN);xTaskCreate(rainbow, "ws2812 rainbow demo", 4096, NULL, 10, NULL);return;
}
WS2813B逻辑0逻辑1和重启时序
#define PULSE_T0H ( 350 / (DURATION * DIVIDER));
#define PULSE_T1H ( 900 / (DURATION * DIVIDER));
#define PULSE_T0L ( 900 / (DURATION * DIVIDER));
#define PULSE_T1L ( 350 / (DURATION * DIVIDER));
#define PULSE_TRS (50000 / (DURATION * DIVIDER));
WS2813B初始化
void ws2812B_init(int gpioNum)
{DPORT_SET_PERI_REG_MASK(DPORT_PERIP_CLK_EN_REG, DPORT_RMT_CLK_EN);DPORT_CLEAR_PERI_REG_MASK(DPORT_PERIP_RST_EN_REG, DPORT_RMT_RST);rmt_set_pin((rmt_channel_t)RMTCHANNEL, RMT_MODE_TX, (gpio_num_t)gpioNum);ws2812_initRMTChannel(RMTCHANNEL);RMT.tx_lim_ch[RMTCHANNEL].limit = MAX_PULSES;RMT.int_ena.ch0_tx_thr_event = 1;RMT.int_ena.ch0_tx_end = 1;ws2812_bits[0].level0 = 1;ws2812_bits[0].level1 = 0;ws2812_bits[0].duration0 = PULSE_T0H;ws2812_bits[0].duration1 = PULSE_T0L;ws2812_bits[1].level0 = 1;ws2812_bits[1].level1 = 0;ws2812_bits[1].duration0 = PULSE_T1H;ws2812_bits[1].duration1 = PULSE_T1L;esp_intr_alloc(ETS_RMT_INTR_SOURCE, 0, ws2812_handleInterrupt, NULL, &rmt_intr_handle);return;
}
初始化RMT通道
void ws2812_initRMTChannel(int rmtChannel)
{RMT.apb_conf.fifo_mask = 1; //enable memory access, instead of FIFO mode.RMT.apb_conf.mem_tx_wrap_en = 1; //wrap around when hitting end of bufferRMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.div_cnt = DIVIDER;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.mem_size = 1;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.carrier_en = 0;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.carrier_out_lv = 1;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.mem_pd = 0;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.rx_en = 0;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.mem_owner = 0;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.tx_conti_mode = 0; //loop back mode.RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.ref_always_on = 1; // use apb clock: 80MRMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.idle_out_en = 1;RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.idle_out_lv = 0;return;
}
设置颜色
void ws2812_setColors(unsigned int length, rgbVal *array)
{unsigned int i;ws2812_len = (length * 3) * sizeof(uint8_t);ws2812_buffer = malloc(ws2812_len);for (i = 0; i < length; i++) {ws2812_buffer[0 + i * 3] = array[i].g;ws2812_buffer[1 + i * 3] = array[i].r;ws2812_buffer[2 + i * 3] = array[i].b;}ws2812_pos = 0;ws2812_half = 0;ws2812_copy();if (ws2812_pos < ws2812_len){ws2812_copy();}ws2812_sem = xSemaphoreCreateBinary();RMT.conf_ch[RMTCHANNEL].conf1.mem_rd_rst = 1;RMT.conf_ch[RMTCHANNEL].conf1.tx_start = 1;xSemaphoreTake(ws2812_sem, portMAX_DELAY);vSemaphoreDelete(ws2812_sem);ws2812_sem = NULL;free(ws2812_buffer);return;
}
将颜色填充到RMT缓存
void ws2812_copy()
{unsigned int i, j, offset, len, bit;offset = ws2812_half * MAX_PULSES;ws2812_half = !ws2812_half;len = ws2812_len - ws2812_pos;if (len > (MAX_PULSES / 8)){len = (MAX_PULSES / 8);}if (!len) {for (i = 0; i < MAX_PULSES; i++)RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[i + offset].val = 0;return;}for (i = 0; i < len; i++) {bit = ws2812_buffer[i + ws2812_pos];for (j = 0; j < 8; j++, bit <<= 1) {RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[j + i * 8 + offset].val =ws2812_bits[(bit >> 7) & 0x01].val;}if (i + ws2812_pos == ws2812_len - 1){RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[7 + i * 8 + offset].duration1 = PULSE_TRS;}}for (i *= 8; i < MAX_PULSES; i++){RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[i + offset].val = 0;}ws2812_pos += len;return;
}
实现彩虹效果的任务函数
// 彩虹效果实现函数
void rainbow(void *pvParameters)
{const uint8_t anim_step = 10;const uint8_t anim_max = 250;const uint8_t pixel_count = 64; // Number of your "pixels"const uint8_t delay = 25; // duration between color changesrgbVal color = makeRGBVal(anim_max, 0, 0);uint8_t step = 0;rgbVal color2 = makeRGBVal(anim_max, 0, 0);uint8_t step2 = 0;rgbVal *pixels;pixels = malloc(sizeof(rgbVal) * pixel_count);while (1) {color = color2;step = step2;for (uint8_t i = 0; i < pixel_count; i++) {pixels[i] = color;if (i == 1) {color2 = color;step2 = step;}switch (step) {case 0:color.g += anim_step;if (color.g >= anim_max)step++;break;case 1:color.r -= anim_step;if (color.r == 0)step++;break;case 2:color.b += anim_step;if (color.b >= anim_max)step++;break;case 3:color.g -= anim_step;if (color.g == 0)step++;break;case 4:color.r += anim_step;if (color.r >= anim_max)step++;break;case 5:color.b -= anim_step;if (color.b == 0)step = 0;break;}}ws2812_setColors(pixel_count, pixels);delay_ms(delay);}
}
三、下载测试
打开ESP-IDF Command Prompt
cd命令进入此工程目录
cd F:\ESP32_DevBoard_File\7_WS2812_RMT
查看电脑设备管理器中开发板的串口号
执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息 Ctrl+c退出运行
查看开发板的RGB灯开始变换颜色
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