三实战小例程 基于STM32F103C8T6最小系统板和STM32CubeMX驱动WS2812B光立方

Posted 2022-02-01 遗忘丶

系列文章目录

一、基于STM32F103C8T6最小系统板和STM32CubeMX实现LED灯循环闪烁
二、基于STM32F103C8T6和STM32CubeMX实现UART串口通信数据收发
三、实战小例程 基于STM32F103C8T6最小系统板和STM32CubeMX驱动WS2812B光立方
四、基于STM32F103C8T6最小系统板HAL库CubeMX驱动HC-SR501红外人体传感模块
五、基于STM32F103C8T6（HAL库）的HC-SR501红外人体传感及HC-SR04超声波测距

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文章目录

• 系列文章目录
• 前言
• 一、配置CubeMX
• • 1.1 时钟树配置
  • 1.2 配置DMA
• 二、代码部分
• 三、现象
• 四、后记

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前言

完整工程下载链接：

基于STM32F103C8T6最小系统板（HAL库）和STM32CubeMX驱动WS2812B光立方.rar

RGB颜色值与十六进制颜色码转换工具链接:
https://www.sioe.cn/yingyong/yanse-rgb-16/

参考博文：
ws2812 程序设计与应用（1）DMA 控制 PWM 占空比原理及实现（STM32）

5X5X5光立方电路工程：
立创开源广场5X5X5光立方

本文开发环境：

MCU型号：STM32F103C8T6最小系统板
IDE环境： MDK V5.36
代码生成工具：STM32CubeMx 6.3.0

电路板实拍：

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一、配置CubeMX

新建工程，选择芯片，配置SYS,RCC略

1.1 时钟树配置

这里直接把时钟开到最高72MHz

读数据手册，可以发现只有TIM1是挂载在APB2总线上的

1.2 配置DMA

周期计算：

WS2812B需要800kb的周期，系统时钟是72MHz，TIM1是挂在APB2总线上的，它的时钟也是72MHz，
因此，有：72 * 1000 / 800 = 90 （89+1），因此自动装载值设为 89 ；

这样cubeMX的配置就完毕了，打开生成的工程文件。

最终引脚配置图：

可以发现，PWM输出引脚为PA8。

二、代码部分

在main.c里添加：

此函数实现了灯效的控制，可以通过用户传入的RGB参数，来自动填充数组：

int fputc(int ch,FILE *f)

	ITM_SendChar(ch);
	return (ch);


#define ONE_PULSE        (60)                           //1 码计数个数
#define ZERO_PULSE       (30)                           //0 码计数个数
#define RESET_PULSE      (48)                           //80 复位电平个数（不能低于40）
#define LED_NUMS         (25)                            //led 个数
#define LED_DATA_LEN     (24)                           //led 长度，单个需要24个字节
#define WS2812_DATA_LEN  (LED_NUMS*LED_DATA_LEN)        //ws2812灯条需要的数组长度
#define DMA_LED_LEN (RESET_PULSE+WS2812_DATA_LEN)       //传输数据长度

uint16_t static RGB_buffur[RESET_PULSE + WS2812_DATA_LEN] =  0 ;

void ws2812_set_RGB(uint8_t R, uint8_t G, uint8_t B, uint16_t num)

    //指针偏移:需要跳过复位信号的N个0
    uint16_t* p = (RGB_buffur + RESET_PULSE) + (num * LED_DATA_LEN);
    
    for (uint16_t i = 0;i < 8;i++)
    
        //填充数组
        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;
    

这里写2个小函数，方便对连续的一组灯进行控制

void LED_ON_Purple(int Num_Start,int Num_End)

	int Num_flag;
	for(Num_flag=Num_Start;Num_flag<=Num_End;Num_flag++) ws2812_set_RGB(0x94, 0x00, 0xD3, Num_flag);


void LED_OFF(int Num_Start,int Num_End)

	int Num_flag;
	for(Num_flag=Num_Start;Num_flag<=Num_End;Num_flag++) ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x00, Num_flag);

此函数设置了灯的颜色情况，并通过延时来控制灯的闪烁：

void ws2812_example(void)
  
		LED_ON_Purple(0,4);LED_OFF(5,24);
    	HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN); //#2.传输数据
   		HAL_Delay(500);//#3.延时：使效果可以被观察
	
		LED_OFF(0,4);LED_OFF(10,24);LED_ON_Purple(5,9);	
   		HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN); 
  		HAL_Delay(500);
	 
	 	LED_OFF(0,9);LED_ON_Purple(10,14);LED_OFF(15,24);
	    HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN); 
        HAL_Delay(500);
	
	    LED_OFF(0,14);LED_ON_Purple(15,19);LED_OFF(20,24);
		HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN); 
        HAL_Delay(500);
	
	    LED_OFF(0,19);LED_ON_Purple(20,24);
		HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,DMA_LED_LEN); 
        HAL_Delay(500);

  while (1)
  
		ws2812_example();
    /* USER CODE END WHILE */
     
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  

三、现象

（角落里有个灯没焊好，回头改一下）

四、后记

我是在立创开源广场看到的5X5X5光立方工程，然后就想复现一下，理论上有五层（光立方），目前只做了一层（光平方）做测试，后续我会把五块都做出来然后连起来。

然后WS2812的具体原理和代码逻辑，在前言里的那篇大佬写的博文里写的很清楚，在这里我也只是做一些小补充，然后移植到一个实例中来。

另外，单片机给的3.3V供电不能保证电路能正常工作，灯少好像还行，但多了的话经过实测，至少要到3.5V的供电电压，这可能与具体元器件有关系，如果亮灭情况有问题的话，大家也可以从供电的角度查一查。