STM32F427IIHx库函数PWM+DMA控制ws2812b灯带

一、参考资料

查看ws2812b用户手册可知：

二、代码部分

添加文件ws2812b.c，ws2812b.h

配置的F427IIHx时钟为180MHz

ws2812b.c

//加入以下宏定义
#define LED_NUMS 30
#define ONE_PULSE (149) //1码,占空比2/3
#define ZERO_PULSE (74) //0码,占空比1/3
#define RESET_PULSE (80) //80,复位信号
#define LED_DATA_LEN (24) //单个灯珠一次传输的数据长度为24bits
#define WS2812_DATA_LEN (LED_NUMSLED_DATA_LEN) //ws2812b一个通道一次待传输的数据总长度
uint16_t RGB_buffur[RESET_PULSE+LED_NUMSLED_DATA_LEN+RESET_PULSE]={0} ;

1.定时器配置

使用TIM8 Channel2产生PWM波

void tim8_init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8,ENABLE);//定时器8时钟使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI,ENABLE);//GPIOI时钟使能GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//GPIO初始化结构体
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;//定时器初始化结构体
TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStruct;//PWM输出比较初始化结构体GPIO_PinAFConfig(GPIOI,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM8);//引脚复用
//GPIO初始化
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Low_Speed;GPIO_Init(GPIOI,&GPIO_InitStruct);
//定时器初始化
TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period=225-1;//800kHz=(180Mhz)/(225-1+1)/(0-1+1)
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler=0;//TIM_TimeBaseInit(TIM8,&TIM_TimeBaseStruct);
//PWM初始化
TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//PWM1输出模式
TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//指定定时器输出比较模式
TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=0;//指定装载入捕获比较寄存器的脉冲值
TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//指定输出极性
TIM_OCInitStruct.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Reset;//指定输出引脚为高电平
TIM_OC2Init(TIM8,&TIM_OCInitStruct);//channel2输出比较初始化TIM_Cmd(TIM8,ENABLE);//TIM8定时器使能TIM_OC2PreloadConfig(TIM8, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8,ENABLE);//使能PWM输出
TIM_ARRPreloadConfig(TIM8,ENABLE);//自动重装载使能
}

2.DMA配置

查阅STM32F4 DMA对应表格,TIM8Channel2对应DMA2-Stream3-channel7

void tim8_dma_init(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
/* DMA clock enable */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE);
DMA_DeInit(DMA2_Stream3);DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_7;//DMA通道7
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)(&TIM8->CCR2);//DMA目标地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)RGB_buffur;//数据来源：内存缓存
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;//传输方向内存到外设
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize =RESET_PULSE+LED_NUMS*LED_DATA_LEN+80;//设置DMA缓存区为数据长度加80(也可能更小)，否则无法自动更新ws2812b状态DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址递增关闭
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//内存地址自增使能
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//半字
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//半字
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//DMA高优先级
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;//数据一次性全部发送，使能则为分部分发送
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_Full;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;DMA_Init(DMA2_Stream3, &DMA_InitStructure);/* TIM8 DMA Request enable */
//TIM_DMACmd(TIM8, TIM_DMA_Update, ENABLE);//与DMA更新使能等效，因为TIM8_UP也共用DMA通道7
TIM_DMACmd(TIM8, TIM_DMA_CC2, ENABLE);//使能dma传输更新TIM8channel2
}

3.发送数据解析

解析一个或连续多个灯的GRB数据

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);//定义数据起始指针
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;
}
}

DMA开启更新代码

void tim8_dma_start(void)
{
DMA_SetCurrDataCounter(DMA2_Stream3,RESET_PULSE+LED_NUMS*LED_DATA_LEN+RESET_PULSE);
DMA_Cmd(DMA2_Stream3,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM8,ENABLE);
TIM_DMACmd(TIM8, TIM_DMA_CC2, ENABLE);
while(!DMA_GetFlagStatus(DMA2_Stream3, DMA_FLAG_TCIF7));
TIM_Cmd(TIM8,DISABLE);
DMA_Cmd(DMA2_Stream3,DISABLE);
TIM_DMACmd(TIM8, TIM_DMA_CC2, DISABLE);
DMA_ClearFlag(DMA2_Stream3,DMA_FLAG_TCIF7);
}

功能示例代码

/*全亮蓝色*/
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, 0xf1, i);//修改RGB值以修改颜色
}tim8_dma_start();
}

ws2812b.h

#ifndef __WS2812B_H
#define __WS2812B_H
#include “stm32f4xx_conf.h”
void tim8_init(void);
void tim8_dma_init(void);
void ws2812_set_RGB(uint8_t R, uint8_t G, uint8_t B, uint16_t num);
void ws2812_blue(uint8_t led_nums);
void tim8_dma_start(void);
#endif

三、调用与效果

在主函数或任务内调用：
ws2812_blue(30);

30个灯，全亮蓝色

四、收获与总结

学习进行板载基础配置时，应查阅定义，采取翻译等手段配置初始化。
对于DMA对应数据流及通道，在配置时应仔细查阅参考手册，避免对应错乱，特别是搬运和修改代码时。
DMA对应数据流可能相互影响，当有多个外设时，尽量不使用同一个数据流！！
查看寄存器解决问题时可以采用控制变量法。
DMAbuffer应大于待传输数据量，具体原因还未知。
现有的代码只能实现全部灯珠统一颜色，并且生效延迟较长（约3s），应当改进。

水平较低，文章可能还会修改，欢迎大佬们指正！

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