【GD32L233C-START测评】WS2812B显示驱动

jinglixixi

【GD32L233C-START测评】WS2812B显示驱动 [复制链接]

WS2812B彩色灯带和灯环是一种可以渲染环境氛围的器件，由于它是一种印制在软性材料上的串行器件，因此在不考虑信号损耗的情况下，可以视为不受长度的选择。

使用GD32L233C-START开发板按其时序要求即可驱动该器件的工作，并控制点亮灯位的个数及色彩等，见图1至图8所示。

图1 驱动单个灯位

图2 驱动7个灯位

图3 显示蓝色效果

图4 显示绿色效果

图5 显示粉色效果

图6显示白色效果

图7 显示亮彩效果

图8 显示重彩效果

 

由于WS2812B是一种单总线的串行器件，故除了2个电源引脚外，它只有一个信号输入引脚。

为此分配PB10来与该引脚连接，所作的定义如下：

#define WS2812B_GPIO_CLK    RCU_GPIOB

#define WS2812B_GPIO_PORT   GPIOB

#define WS2812B_GPIO_PIN    GPIO_PIN_10

WS2812B的初始化函数则为：

void WS2812B_Init(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(WS2812B_GPIO_CLK);
    gpio_mode_set(WS2812B_GPIO_PORT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, WS2812B_GPIO_PIN);
    gpio_output_options_set(WS2812B_GPIO_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, WS2812B_GPIO_PIN);
}

此外，WS2812B在传输数据时是按照电平信号与时序的长短来确定，依GD32L233C-START开发板的工作频率，其传输数据的相关函数为：

static void WS2812B_Write0(void)
{
    GPIO_BOP(WS2812B_GPIO_PORT) = WS2812B_GPIO_PIN;
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();
    GPIO_BC(WS2812B_GPIO_PORT) = WS2812B_GPIO_PIN;
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();
}

static void WS2812B_Write1(void)
{
    GPIO_BOP(WS2812B_GPIO_PORT) = WS2812B_GPIO_PIN; 
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    GPIO_BC(WS2812B_GPIO_PORT)  = WS2812B_GPIO_PIN;
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
    __nop();__nop();__nop();__nop();
}

按字节传输数据的函数则为：

static void WS2812B_WriteByte(uint8_t Data)
{
    for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
    {
        if(Data & (0x80 >> i))
        {
            WS2812B_Write1();
        }
        else
        {
            WS2812B_Write0();
        }
    }
}

由于WS2812B是一个全彩的显示器件，故在一个灯位上包含有RGB这3种基本色彩，并有255等级的亮度，为此在控制一个灯位时，需要传输24位数据，相关的处理函数为：

static void WS2812B_Write24Bits(uint8_t R, uint8_t G, uint8_t B)
{
    WS2812B_WriteByte(G);
    WS2812B_WriteByte(R);
    WS2812B_WriteByte(B);
}

以7个灯位的WS2812B为例，其全部显示函数的函数为：

static void WS2812B_DisplayAllRed(void)
{
    uint8_t i = 0;
    for(i = 0; i < 7; i++)
    {
        WS2812B_Write24Bits(255, 0, 0);
    }
}

有了以上函数的支持，就不愁产生各种变化莫测的灯光效果了，实现红绿蓝3种色彩轮流切换的主程序为：

int main(void)
{
    systick_config();
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
    WS2812B_Init();
    while(1)
    {
       WS2812B_DisplayAllRed();
       delay_1ms(500);
       WS2812B_DisplayAllGreen();
       delay_1ms(500);
       WS2812B_DisplayAllBlue();
       delay_1ms(500);
       WS2812B_DisplayAll();
       delay_1ms(500);
    }
}

春节即将到来，就让缤纷的色彩来伴随大家进入一个新的起点，也祝大家新春快乐，事事如意！

serialworld

WS2812B电压是5V的，没有接外接电压？WS2812B功耗不低，板子上的电源可以吗？

littleshrimp

serialworld 发表于 2022-1-30 11:00 WS2812B电压是5V的，没有接外接电压？WS2812B功耗不低，板子上的电源可以吗？

看样是接的板子上的5V，相当于USB直接供电，灯比较少，而且没完全点亮，电流应该够用。

jinglixixi

serialworld 发表于 2022-1-30 11:00 WS2812B电压是5V的，没有接外接电压？WS2812B功耗不低，板子上的电源可以吗？

直接用板上的5V，灯数少的尚可，使用串口屏时就无显示了！