文章目录

一、简介
二、SK6812特性
三、详细设计
- 3.1. 硬件设计
- 3.2. 固件设计
  - 3.2.1 时序分析
  - 3.2.2 数据结构分析
  - 3.2.3 源码

一、简介

幻彩灯珠其内置IC，可显示256*256*256种颜色，实现多种多样的效果。其控制仅通过一根信号线即可实现。

本篇文章以幻彩灯珠SK6812为基础进行介绍，与常用的WS2812B原理一致。

二、SK6812特性

典型应用电路

三、详细设计

3.1.硬件设计

主控选用兆易创新的GD32F103RBT6，其硬件设计与STM32F103RBT6兼容。

3.2.固件设计

驱动方法——基于STM32 SPI+DMA

3.2.1 时序分析

首先，由SK6812数据传输时间表可知

$\left\{\begin{matrix} 0.15us<T0H<0.45us\\ 0.75us<T0L<1.05us \\ 0.45us<T1L<0.75us \\ 0.625us<T<1.85us \end{matrix}\right.$

其次， SPI发送数据8bit数据。我们利用SPI发送的1个8bit数据所形成的波形分别来表示0码和1码；

再看0码的高低电平持续时间为1:3，1码的高低电平持续时间为1:1；那么我们可以先做如下假设：

0码表示方法：前2个比特为高，后6个比特为低；（高低电平持续时间比例为1：3）

1码表示方法：前4个比特为高，后4个比特为低；（高低电平持续时间比例为1：1）

在此假设SPI的频率为f kHz，则有

$\left\{\begin{matrix} 0.15us<\frac{2}{f}<0.45us\\ 0.75us<\frac{6}{f}<1.05us \\ 0.45us<\frac{4}{f}<0.75us \\ 0.625us<\frac{8}{f}<1.85us \end{matrix}\right. \Rightarrow\left\{\begin{matrix} 4.44M< f <13M\\ 5.7M< f <8M \\ 5.3M< f <8.8M\\ 4.3M<f<12.8M \end{matrix}\right.\Rightarrow 5.7M<f<8M$

因此STM32中的SPI的时钟频率的范围应该在5.7Mhz至8Mhz之间。

SPI发送的8bit数据来表示0码和1码，如下：

Bit	7	6	5	4	3	2	1
0码	1	1	0	0	0	0	0
1码	1	1	1	1	0	0	0

即我们可以通过SPI发送一个数据0xC0来表示0码，发送一个数据0XF0表示1码。

3.2.2 数据结构分析

每个灯珠的颜色是由R、G、B三色合成的，其需要24bit数据来完成具体格式参见24bit数据结构。

这里我们以一颗灯珠为例，假设显示橙色，其RGB值为255, 165, 0, 代码#FFA500。

在这里用Z表示0码，即0xC0，O表示1码，，即0xF0

G:A5 二进制为：1010 0101其对应的比特形式为：OZOZ ZOZO

R:FF 二进制为：1111 1111其对应的比特形式为：OOOO OOOO

B:00 二进制为：0000 0000其对应的比特形式为：ZZZZ ZZZZ

那么需要发送的24bit数据即为

代号形式：OZOZ ZOZO OOOO OOOO ZZZZ ZZZZ

十六进制形式： F0 C0 F0 C0 F0 C0 F0 C0 F0 F0 F0 F0 F0 F0 F0 F0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0

即我们通过SPI将上述数据发送给幻彩灯珠，即可显示为橙色。

3.2.3 源码

源码下载链接：https://download.csdn.net/download/liji1213/18574884

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