RA2E1通過SPI驅(qū)動燈帶

1.概述

本期分享的是使用RA2E1通過SPI的MOSI腳產(chǎn)生WS2812的控制時序，實現(xiàn)燈帶控制的效果。

2.燈帶介紹

WS2812是24位(1600萬）色LED燈源芯片，集成了信號整形控制、電源反接保護等功能，5V安全供電，性價比高，在智能燈帶市場中應(yīng)用非常廣泛。芯片以級聯(lián)的方式串接起來，每顆燈源可單獨尋址控制，根據(jù)需要的長度和間距，定制出各種顯示效果，如直線燈帶、環(huán)形、點陣屏等。很多創(chuàng)客喜歡用WS2812彩燈DIY一些酷炫的項目，可以說網(wǎng)上關(guān)于WS2812的資料是比較豐富的。有用不同的控制核心實現(xiàn)控制，以及通過不同的方式進行控制。我們選用RA的SPI（默認使能DTC）MOSI口實現(xiàn)WS2812控制時序的輸出。

WS2812需要的時序是這樣的：

需要注意的是不同廠家的產(chǎn)品時序略有差別，實際需要根據(jù)手冊調(diào)整代碼，以產(chǎn)生對應(yīng)控制波形。

3.軟件配置

e2studio中如下配置RA2E1的SPI:

8M的SPI波特率，一個位的時間等于1s ÷ 8 × 10^6，為0.125μs。

WS2812需要的0碼對應(yīng)SPI發(fā)送 0b 1100 0000

WS2812需要的1碼對應(yīng)SPI發(fā)送 0b 1111 1000

設(shè)置SPI發(fā)送下面數(shù)據(jù)：

4.燒錄測試

燒錄后實際測一下P213引腳波形

復(fù)位

0碼

1碼

實際效果

5.例程獲取

歡迎follow我們的gitee倉庫獲取更多示例代碼及相關(guān)資料：https://gitee.com/ramcu/ra-eco-ra2-e1-48-pin

模塊已接口化實現(xiàn)，方便調(diào)用

/*
 * ws2812.h
 *
 *  Created on: 2021年12月21日
 *      Author: ramcu
 */

#ifndef WS2812_H_
#define WS2812_H_
#include "hal_data.h"

#define NUMPIXELS   (16)
#define NUMRES      (60)
#define SPIBUFL     ((NUMPIXELS) * 3 * 8 + NUMRES)

void ws2812Init(void);
void show(void);
void clear(void);
void setPixelColor(uint16_t n, uint8_t g, uint8_t r, uint8_t b);

#endif /* WS2812_H_ */

/*
 * ws2812.c
 *
 *  Created on: 2021年12月21日
 *      Author: ramcu
 */
#include "ws2812.h"

static uint8_t spidate[SPIBUFL] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8, 0xf8
                                };

void ws2812Init(void)
{
    R_SCI_SPI_Open(&g_spi0_ctrl, &g_spi0_cfg);
}

void show(void)
{
    R_SCI_SPI_Write(&g_spi0_ctrl, spidate, SPIBUFL, SPI_BIT_WIDTH_8_BITS);
    R_BSP_SoftwareDelay(80, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
}

void clear(void)
{
    memset(& spidate[NUMRES], 0xc0, (NUMPIXELS) * 3 * 8);
}

void setPixelColor(uint16_t n, uint8_t g, uint8_t r, uint8_t b)
{
    if (n < NUMPIXELS) {
      uint8_t *p;
      p = &spidate[NUMRES + n * 24];
      for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
      {
          *(p + i) = (0 == (g & (1 << (7 - i)))) ? 0xc0 : 0xf8;
      }
      for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
      {
          *(p + i + 8) = (0 == (r & (1 << (7 - i)))) ? 0xc0 : 0xf8;
      }
      for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
      {
          *(p + i + 16) = (0 == (b & (1 << (7 - i)))) ? 0xc0 : 0xf8;
      }
    }
}

void hal_entry(void)
{
    /* TODO: add your own code here */
    ws2812Init();

    while(1)
    {
        clear();

        for(uint8_t i = 0; i < NUMPIXELS; i++)
        {
            setPixelColor(i, 0, 0, i + 4);
            show();
            R_BSP_SoftwareDelay(50, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        }

    }