STM32系列(HAL库)——F103C8T6驱动WS2812全彩RGB模块PWM+DMA方式

1.软件准备

(1)编程平台：Keil5

(2)CubeMX

2.硬件准备

(1)某宝买的RGB模块（4个灯珠级联）

(2)F1的板子，本例使用经典F103C8T6

(3)ST-link 下载器

(4)杜邦线若干

3.模块资料

(1)模块简介：

没什么比手册讲得更加清楚了，模块中文数据手册：ws2812b中文资料_数据手册_参数

(2)驱动原理:

         以上这是数据手册中提到的，WS2812驱动用的是单线归零码的通讯方式。不同占空比的方波代表1码或者0码，这里不同的占空比就是  0码或1码高电平时间 / 方波周期时间 。对于本次例程，我们就是改变PWM的占空比实现0码或1码的传输。

(3)PWM DMA原理:

        关于DMA的详细解析，我推荐这篇文章：DMA原理，步骤超细详解，一文看懂DMA

        PWM DMA可以实现数量和占空比可控的脉冲，具体实现原理是在开启DMA的情况下，定时器在每次计数满后，会自动将DMA传输过来的数据作为新一轮的比较数值。如果DMA传输的数据每次不同，那么每次的方波占空比就不一样的。在本例程中，我们将数据存放在一个数组，通过DMA传输数组的内容，根据数组中数据的个数和每个数据的大小，就能实现数量和占空比可控的PWM。

4.CubeMX配置

(1)芯片选择

 (2)配置RCC、SYS、时钟树

配置RCC

配置SYS

配置时钟树

(3)配置定时器TIM1

         在定时器配置中，我们根据WS2812的最大传输速率800kbps，设置定时器不分频和计数周期为89 1，这样下来波形的频率为  72M /（89 1） = 800K  ，并且一个波形的周期为  1 / 800 = 1.25us

(4)开启DMA

 (5）设置路径、生成代码工程 

5、Keil5代码

(1)创建RGB.c和RGB.h文件

(2)添加上述的RGB.c文件进工程

——————上述两步参考之前系列教学步骤，在此不再赘述(点击跳转)

(3)RGB.c和RGB.h代码

 RGB.h

1.  
   #ifndef __RGB_H
2.  
   #define __RGB_H
3.  
   #include "main.h"
4.  
   #define Hight_Data ( 64 ) //1 码相对计数值
5.  
   #define Low_Data ( 36 ) //0 码相对计数值
6.  
   #define Reste_Data ( 80 ) //80 复位电平相对计数值
7.  
   #define Led_Num ( 4 ) //WS2812灯个数
8.  
   #define Led_Data_Len ( 24 ) //WS2812数据长度，单个需要24个字节
9.  
   #define WS2812_Data_Len (Led_Num * Led_Data_Len) //ws2812级联后需要的数组长度
10.  
     
11.  
    //uint16_t RGB_buffur[Reste_Data WS2812_Data_Len] = { 0 }; //数据缓存数组
12.  
     
13.  
     
14.  
    void WS2812_Display_1(uint32_t Color, uint16_t num);
15.  
    void WS2812_Display_2( uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue,uint16_t num);
16.  
     
17.  
    void WS2812_Number_4(uint32_t Color1,uint32_t Color2,uint32_t Color3,uint32_t Color4);//封装好的四个灯函数，只需要分别输入四个灯的颜色即可
18.  
     
19.  
     
20.  
    #endif
21.  
     
22.  
     

 RGB.c

1.  
   #include "RGB.h"
2.  
   #include "main.h"
3.  
   #include "tim.h"
4.  
    
5.  
   uint16_t RGB_buffur[Reste_Data WS2812_Data_Len] = { 0 }; //数据缓存数组
6.  
    
7.  
   void WS2812_Display_1(uint32_t Color, uint16_t num)
8.  
   {
9.  
    
10.  
    //指针偏移:需要跳过复位信号的N个0
11.  
    uint16_t* p = (RGB_buffur Reste_Data) (num * Led_Data_Len);
12.  
     
13.  
    for (uint8_t i = 0; i < 8; i)
14.  
    p[i 8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
15.  
    for (uint8_t i = 8; i < 16; i)
16.  
    p[i-8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
17.  
    for (uint8_t i = 16; i < 24; i)
18.  
    p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
19.  
     
20.  
    }
21.  
     
22.  
     
23.  
    void WS2812_Display_2( uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue,uint16_t num)
24.  
    {
25.  
     
26.  
    uint8_t i;
27.  
    uint32_t Color=(green << 16 | red << 8 | blue);//将2个8位数据合并转化为32位数据类型
28.  
     
29.  
    //指针偏移:需要跳过复位信号的N个0
30.  
    uint16_t* p = (RGB_buffur Reste_Data) (num * Led_Data_Len);
31.  
     
32.  
    for (i = 0; i < 24; i) //对数组进行编辑
33.  
    p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data : Low_Data);
34.  
     
35.  
    }
36.  
     
37.  
     
38.  
    void WS2812_Number_4(uint32_t Color1,uint32_t Color2,uint32_t Color3,uint32_t Color4)
39.  
    {
40.  
     
41.  
    uint16_t RGB_Buff_4[Reste_Data 4 * WS2812_Data_Len] = { 0 };
42.  
    uint16_t* p;
43.  
    uint32_t Color;
44.  
     
45.  
    for( uint8_t k=0;k<4;k )
46.  
    {
47.  
    switch (k) //进行指针偏移
48.  
    {
49.  
    case 0: p= (RGB_Buff_4 Reste_Data) (0 * Led_Data_Len),Color=Color1;break;
50.  
    case 1: p= (RGB_Buff_4 Reste_Data) (1 * Led_Data_Len),Color=Color2;break;
51.  
    case 2: p= (RGB_Buff_4 Reste_Data) (2 * Led_Data_Len),Color=Color3;break;
52.  
    case 3: p= (RGB_Buff_4 Reste_Data) (3 * Led_Data_Len),Color=Color4;break;
53.  
    default : ;break;
54.  
    }
55.  
     
56.  
    for (uint8_t i = 0; i < 8; i) //对数组进行编辑
57.  
    {
58.  
    for (uint8_t i = 0; i < 8; i)
59.  
    p[i 8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
60.  
    for (uint8_t i = 8; i < 16; i)
61.  
    p[i-8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
62.  
    for (uint8_t i = 16; i < 24; i)
63.  
    p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
64.  
    }
65.  
     
66.  
    }
67.  
     
68.  
    HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_Buff_4,(176));//启动DMA传输
69.  
     
70.  
    }
71.  
     
72.  
    // DMA 传输完成回调函数
73.  
    void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
74.  
    {
75.  
    HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
76.  
    }
77.  
     
78.  
     
79.  
     

(4)main函数

1.  
   #include "RGB.h"
2.  
    
3.  
    
4.  
    
5.  
   int main(void)
6.  
   {
7.  
    
8.  
   extern uint16_t RGB_buffur[Reste_Data WS2812_Data_Len];
9.  
    
10.  
    HAL_Init();
11.  
     
12.  
    SystemClock_Config();
13.  
     
14.  
    MX_GPIO_Init();
15.  
    MX_DMA_Init();
16.  
    MX_TIM1_Init();
17.  
    /* USER CODE BEGIN 2 */
18.  
     
19.  
    // //点亮4个灯
20.  
    // WS2812_Display_1(0x180000, 0);
21.  
    // WS2812_Display_1(0x001800, 1);
22.  
    // WS2812_Display_1(0x000018, 2);
23.  
    // WS2812_Display_1(0x181818, 3);
24.  
    // HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,(176));//启动DMA传输
25.  
     
26.  
     
27.  
    // //以下代码和上述效果一致，只是颜色数据表示形式不一样
28.  
    // WS2812_Display_2( 22 , 0 , 0, 0);
29.  
    // WS2812_Display_2( 0 , 22, 0, 1);
30.  
    // WS2812_Display_2( 0 , 0, 22, 2);
31.  
    // WS2812_Display_2( 22, 22 , 22, 3);
32.  
    // HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,(176));//启动DMA传输
33.  
     
34.  
     
35.  
     
36.  
    while (1)
37.  
    {
38.  
     
39.  
    //流水效果
40.  
    WS2812_Number_4(0x180000,0x001800,0x000018,0);
41.  
    HAL_Delay(500);
42.  
    WS2812_Number_4(0,0x180000,0x001800,0x000018);
43.  
    HAL_Delay(500);
44.  
    WS2812_Number_4(0x000018,0,0x180000,0x001800);
45.  
    HAL_Delay(500);
46.  
    WS2812_Number_4(0x001800,0x000018,0,0x180000);
47.  
    HAL_Delay(500);
48.  
     
49.  
     
50.  
    }
51.  
     
52.  
    }

        因时间问题，代码没有做过多注释。后续再补上。

6.接线图及效果

        关于接线：定时器1的通道1为PA8，将PA8和模块IN引脚连接，并注意供电充足即可。

  本例程源码下载：点击跳转 

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