02.GD32L233C-START模板工程 & WS2812B驱动实现之GPIO

xld0932 · 发表于2021-12-13 21:15

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1、模板工程

不管是在GD官方的驱动库程序（GD32L23x_Firmware_Library_V1.0.0），还是对应的开发板资源包（GD32L23x_Demo_Suites_V1.1.0）中，都提供了基础GD32L233x系列的基础工程和各个外设的基础例程，方便熟悉、验证我们需要使用到的外设功能、基于开发板的程序，可以让我们快速的上手，以最快的速度投入开发；

参照官方的提供的KEIL模板工程，重新新建立了一个适用于自己的通用工程模板，基于开发板的硬件原理图，将LED、KEY和USART0这几个外设进行了配置，添加了自编的TASK任务调度程序；为了方便调试，基于USART0实现了Letter-shell的移植和应用，示意图如下所示：

程序编译无误后，下载到开发板，复位并运行；通过CH340的USB接口，结合电脑终端软件，开发板上电后打印如下所示的信息，并且4个LED灯间隔闪烁，按下和抬起按键都会有相应的状态信息输出：

2、实现功能

在GD32L233C-START模板工程的基础上实现通过GPIO来驱动WS2812B灯带，显示炫彩的效果。

WS2812B的控制时序图和逻辑如下图所示，具体的可以参考第5小节的数据手册：

3、代码实现

/*******************************************************************************
 * @file    WS2812B.c
 * @author  King
 * [url=home.php?mod=space&uid=252314]@version[/url] V1.00
 * [url=home.php?mod=space&uid=311857]@date[/url] 13-Dec-2021
 * [url=home.php?mod=space&uid=159083]@brief[/url] ......
*******************************************************************************/

/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#define __WS2812B_C__


/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "WS2812B.h"


/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/


/* Exported variables --------------------------------------------------------*/
/* Exported function prototypes ----------------------------------------------*/


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * [url=home.php?mod=space&uid=1020061]@attention[/url] *******************************************************************************/
static void WS2812B_Write0(void)
{
    GPIO_BOP(WS2812B_GPIO_PORT) = WS2812B_GPIO_PIN;   /* 420ns */
    __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;   /* 870ns */
    __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();
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void WS2812B_Write1(void)
{
    GPIO_BOP(WS2812B_GPIO_PORT) = WS2812B_GPIO_PIN;   /* 720ns */
    __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;   /* 620ns */
    __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();
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void WS2812B_WriteByte(uint8_t Data)
{
    for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
    {
        if(Data & (0x80 >> i))
        {
            WS2812B_Write1();
        }
        else
        {
            WS2812B_Write0();
        }
    }
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void WS2812B_Write24Bits(uint8_t R, uint8_t G, uint8_t B)
{
    WS2812B_WriteByte(G);
    WS2812B_WriteByte(R);
    WS2812B_WriteByte(B);
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void WS2812B_DisplayAllRed(void)
{
    uint8_t i = 0;

    for(i = 0; i < 60; i++)
    {
        WS2812B_Write24Bits(255, 0, 0);
    }
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void WS2812B_DisplayAllGreen(void)
{
    uint8_t i = 0;

    for(i = 0; i < 60; i++)
    {
        WS2812B_Write24Bits(0, 255, 0);
    }
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void WS2812B_DisplayAllBlue(void)
{
    uint8_t i = 0;

    for(i = 0; i < 60; i++)
    {
        WS2812B_Write24Bits(0, 0, 255);
    }
}


static uint8_t RGB_TAB[255][3];


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void RGB_Gradient(uint8_t R1, uint8_t G1, uint8_t B1,
                  uint8_t R2, uint8_t G2, uint8_t B2, uint8_t Step)
{
    float R_STEP = (float)(((int)R2 - (int)R1) / Step);
    float G_STEP = (float)(((int)G2 - (int)G1) / Step);
    float B_STEP = (float)(((int)B2 - (int)B1) / Step);

    for(uint8_t i = 0; i < Step; i++)
    {
        RGB_TAB[i][0] = (uint8_t)((uint32_t)(R1 + R_STEP * i) % 256);
        RGB_TAB[i][1] = (uint8_t)((uint32_t)(G1 + G_STEP * i) % 256);
        RGB_TAB[i][2] = (uint8_t)((uint32_t)(B1 + B_STEP * i) % 256);
    }
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
static void WS2812B_DisplayFullColor(void)
{
    static uint8_t Index = 0;

#if 0

    uint8_t R_TAB[65] =
    {
        255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 240, 220, 
        200, 180, 160, 140, 120, 100,  80,  60,  40,  20,   0,   0,   0,   0,   0,
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,  20,  40,  60,  80, 100, 120, 140,
        160, 180, 200, 220, 240
    };

    uint8_t G_TAB[65] =
    {
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
          0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,  20,  40,  60,
         80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
        255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
        255, 255, 255, 255, 255
    };

    uint8_t B_TAB[65] =
    {
          0,  20,  40,  60,  80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 255, 255,
        255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
        255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 240, 220, 200, 180, 160, 140,
        120, 100,  80,  60,  40,  20,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
          0,   0,   0,   0,   0
    };

    for(uint8_t i = 0; i < 60; i++)
    {
        WS2812B_Write24Bits(R_TAB[Index], G_TAB[Index], B_TAB[Index]);

        Index = (Index + 1) % 65;
    }

#else

    uint8_t Step = 31, Mode = 1;

    switch(Mode)
    {
        case 0: RGB_Gradient(0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xFF, Step); break;
        case 1: RGB_Gradient(0x00,0x00,0x00, 0x00,0xFF,0x00, Step); break;
        case 2: RGB_Gradient(0x00,0x00,0x00, 0xFF,0x00,0x00, Step); break;
        default: break;
    }

    for(uint8_t i = 0; i < 60; i++)
    {
        WS2812B_Write24Bits(RGB_TAB[Index][0], RGB_TAB[Index][1], RGB_TAB[Index][2]);

        Index = (Index + 1) % Step;
    }

#endif
}


/*******************************************************************************
 * @brief       
 * @param       
 * @retval      
 * @attention   
*******************************************************************************/
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);

    WS2812B_DisplayAllRed();    SysTick_DelayMS(500);
    WS2812B_DisplayAllGreen();  SysTick_DelayMS(500);
    WS2812B_DisplayAllBlue();   SysTick_DelayMS(500);

    TASK_Append(TASK_ID_WS2812B, WS2812B_DisplayFullColor, 50);
}


/******************* (C) COPYRIGHT 2021 *************************END OF FILE***/

4、运行结果

5、工程源码

Template.zip (390.35 KB, 下载次数: 23)

WS2812B-MINI.pdf (512.64 KB, 下载次数: 17)

Jacktang · 发表于2021-12-13 23:33

这么顺利，说明楼主的基于USART0进行的Letter-shell的移植比较成功，有一定实力

xld0932 · 发表于2021-12-14 08:42

Jacktang 发表于 2021-12-13 23:33 这么顺利，说明楼主的基于USART0进行的Letter-shell的移植比较成功，有一定实力

小正将军

楼主有keil的工程模板以及相关时钟配置吗

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