基于STM32G070RB的七彩星空燈教程

今天我們用STM32G070RB NUCLEO開發(fā)板 和WS2812燈帶制作一個七彩星空燈。

《工作原理》

1，上電時，WS2812數(shù)據(jù)IO為低電平保持。

2，空閑時，IO為低電平。

3，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，保持電平，超過規(guī)格書上定義的RESET時間（只有低電平時間超過280us，就可以認為是RESET.）

先看下數(shù)據(jù)的時序

如下是每24bit的組成。注意，順序不是RGB888，而是GRB888。一般我們?nèi)☆伾臄?shù)值，都是RGB順序，所以這里在代碼里實現(xiàn)的時候，會需要做一下移位。另外，需要注意的是，需要高位先發(fā)（MSB）。

時序波形圖。關(guān)鍵在于用什么方法去表示Bit的波形，網(wǎng)絡上的方法有很多。例如PWM，也有用SPI。今天我們就先用一種簡單方法實行吧，IO口模擬是不錯的選擇。

《新建工程》

1、萬事從新建工程開始，打開STM32CubeMX

2、在搜索框內(nèi)搜索 我們的開發(fā)板型號，也就是STM32G070RB,好的這樣工程就新建好的，

3、配置時鐘樹，如下圖所示。

4、接下來配置引腳 ，這里我們采用的是PWM+DMA的方式來驅(qū)動WS2812，通過WS2812的手冊可以得知驅(qū)動需要800KHZ的頻率好的我們現(xiàn)在來配置定時器，這里以定時器1為例來配置。如下圖所示。計算方法79=（64M/800K）-1得出。下面的Pulse是指一個周期的脈沖數(shù)

5、下面我們開始配置DMA，如下圖所示配置

6、好的到這里就可以生成代碼

好的到這里我們就已經(jīng)把我們需要用到的資源初始化完成了

《開始寫代碼》

1、打開我們上次教程生成的代碼；我們打開工程,將一下代碼復制到下圖所在位置

#define ONE_PULSE        (59)                           //1 碼計數(shù)個數(shù)
#define ZERO_PULSE       (29)                           //0 碼計數(shù)個數(shù)
#define RESET_PULSE       (80)                          //80 復位電平個數(shù)（不能低于40）
#define LED_NUMS         (12)                            //led 個數(shù)
#define LED_DATA_LEN     (24)                           //led 長度，單個需要24個字節(jié)
#define WS2812_DATA_LEN  (LED_NUMS*LED_DATA_LEN)        //ws2812燈條需要的數(shù)組長度
uint16_t static RGB_buffur[RESET_PULSE + WS2812_DATA_LEN] = { 0 };

2、接下來就是DMA傳輸完成回調(diào)函數(shù)（根據(jù)你使用的定時器配置），以下函數(shù)都復制到main.c 的/* USER CODE BEGIN 4 */代碼區(qū)

void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
   HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
}

3、下面就是今天的最后一步WS2812的驅(qū)動函數(shù)了，以下函數(shù)的作用是根據(jù)WS2812的數(shù)量將燈的GRB顏色數(shù)據(jù)寫到需要DMA傳送的數(shù)組中

void WS281x_SetPixelColor(uint16_t n, uint32_t GRBColor)
{
   uint8_t i;
   if (n < LED_NUMS)
   {
      for (i = 0; i < 24; ++i)
      RGB_buffur[24 * n + i] = (((GRBColor << i) & 0X800000) ? ONE_PULSE : ZERO_PULSE);
   }
}

4、將三個顏色的數(shù)據(jù)合并成GRB數(shù)據(jù)

uint32_t WS281x_Color(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue)
{
   return green << 16 | red << 8 | blue;
}

5、這是一個簡單的顏色漸變算法 ，感興趣的可以研究研究

uint32_t Wheel(uint8_t WheelPos)
{
   WheelPos = 255 - WheelPos;
   if (WheelPos < 85)
   {
      return WS281x_Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
   }
   if (WheelPos < 170)
   {
      WheelPos -= 85;
      return WS281x_Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
   }
   WheelPos -= 170;
   return WS281x_Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
}

6、這里我簡單的寫了兩個演示程序

void Mode2_LED(uint8_t wait)
{
   uint32_t timestamp = HAL_GetTick();
   uint16_t i;
   static uint8_t j;
   static uint32_t next_time = 0;
   uint32_t flag = 0;
   if (next_time < wait)
   {
      if ((uint64_t)timestamp + wait - next_time > 0)
         flag = 1;
   }
   else if (timestamp > next_time)
   {
      flag = 1;
   }
   if (flag)
   {
      j++;
      next_time = timestamp + wait;
      for (i = 0; i < LED_NUMS; i++)
      {
         WS281x_SetPixelColor(i, Wheel((i + j) & 255));
      }
   }
   HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,RESET_PULSE + WS2812_DATA_LEN);
}
void Mode1_LED(uint8_t wait)
{
   uint32_t timestamp = HAL_GetTick();
   uint16_t i;
   static uint8_t j;
   static uint32_t next_time = 0;
   static uint8_t loop = 0;
   if (loop == 0)
      next_time = timestamp;
   loop = 1; //首次調(diào)用初始化
 
   if ((timestamp > next_time)) // && (timestamp - next_time < wait*5))
   {
      j++;
      next_time = timestamp + wait;
      for (i = 0; i < LED_NUMS; i++)
      {
         WS281x_SetPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / (LED_NUMS)) + j) & 255));
      }
   }
   HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,RESET_PULSE + WS2812_DATA_LEN);
}

7、在主函數(shù)中直接調(diào)用Mode1_LED和Mode2_LED函數(shù)即可。

OK 到這里就結(jié)束了，點亮之后相當炫酷。，大家可以借鑒 ，修改出自己獨特的風格。