WS2812灯珠的STM32驱动方式(二)——DMA+PWM

通宵敲代码

WS2812灯珠的STM32驱动方式(二)——DMA+PWM [复制链接]

 

上节我们重点介绍了一下WS2812B，
这种内部集成驱动芯片的RGB灯珠，
并通过对驱动信号通信速率的详细计算，
重点说明了STM32等一众单片机通过I/O翻转方式，
控制这种灯珠的困难之处，这篇我们就介绍一下，
如何用最常见的方式来实现STM32对WS2812的控制。

常用STM32的都知道，STM32有8个定时器，
其中TIM1跟TIM8是高级定时器，TIM2345是通用定时器，
TIM67是基本定时器，当然还有个滴答定时器，
其中TIM123458都可以独立控制输出PWM波形，
TIM1跟TIM8还可以输出两组互补PWM波形，
这个功能在电机驱动中十分常用。

STM32定时器的PWM输出功能，
是通过CNT与CCR寄存器的数值比，
直接控制对应引脚输出高低电平的，
也就是说只要我们愿意，可以用定时器直接输出36MHz的方波，
当然波形可能就不那么好看了，
不过用来驱动我们800kbps的WS2812，可以说是绰绰有余了，


但是还有一个问题，通常情况下，
我们的WS2812不会仅仅是一个或者几个LED串联，
如果串联的LED较多的话，又会面临驱动信号的稳定性问题，
毕竟我们要不断地改变定时器CCR的数值，
来控制对应的I/O发送信号0还是信号1，
而项目中我们的单片机又不可能只是用来控制LED，
这时候我们的DMA功能就派上用场了。
这也就是我们今天要介绍的最容易想到的一种方法DMA+PWM，

通宵敲代码

上面介绍完原理，下面就是如何实现功能了，
我们直接来看程序，声明一下我们是用原子的例程移植的。
这里我们依然使用是STM32的HAL库，
没办法，用熟了，顺手，而且各种以前的资源不能浪费了不是。

首先是时钟配置，这个没什么好说的，能跑多快就多快吧。
就跟没人会希望自己媳妇丑一样。

(哦，不好意思这段是之前用寄存器写的，拿过来用了，见谅)

下面是今天的主角，DMA+PWM的配置方式。

先配置下GPIO吧，我们使用的是TIM2的CH1通道，
对用的PWM输出引脚是PA0，注意要用复用输出功能哦。

下面是TIM2+CH1通道的配置，注意要配置成800KHz的频率，
内核时钟72M / 90 = 800KHz，应该不难理解吧。
然后是CH1输出通道的，配置成PWM1输出模式即可，
注意电平的极性，不放心的可以用示波器抓抓波形。


然后就是我们的DMA得配置了，要设置好数组地址跟寄存器地址
然后就是DMA传输的字节长度，传输模式等等了


有关寄存器地址大家应该会找吧，不会的看下边，
先从Datasheet找到我们的存储器映像图表，找到TIM寄存器租的起始地址，

可以看到TIM2寄存器组的起始地址是0x40000000，
然后找到Reference Manual里，我们需要使用的TIM2_CCR1寄存器，

可以看到CCR1的偏移地址是0x34，所以我们需要的寄存器地址就是，
0x40000000 + 0x34 = 0x40000034，不懂得童鞋回去好好啃啃计算机原理吧，

需要的外设资源配置好了，接下来就是万事俱备只欠东风了，
下面就是我们有关LLED控制信号的处理函数了，
look，不多解释。

上图最后面那个bug，是之前原子的程序就带着的，
家里没有示波器目前没做验证，有空会控死抓抓波形看看。
程序能用，也就没深究下去。

注意一下，到这可没玩呢，说好了要用DMA方式传输数据的，
下面才是数据传输的主要内容呢。

通宵敲代码

定义了三个数组，主函数里写个三色循环呼吸灯看看效果。






附上相关程序
这个是用TIM2_CH1实现三色呼吸灯的。
STM32F1_DMA_PWM_WS2813E_2018_05_06-Bingo.zip (3.28 MB, 下载次数: 3470)

2018-5-6 23:32 上传

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阅读权限: 5

这个是用TIM2_CH123实现三路LED控制的。
STM32F1_DMA_PWM_WS2813E_2018_05_06-TIM2_CH123.zip (3.29 MB, 下载次数: 2251)

2018-5-6 23:32 上传

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阅读权限: 5

这个是用TIM2345_CH1实现四路LED控制的。
STM32F1_DMA_PWM_WS2813E_2018_05_06-TIM2345.zip (3.29 MB, 下载次数: 2155)

2018-5-6 23:32 上传

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阅读权限: 5

naga568

通宵敲代码 发表于 2018-5-6 22:49
上面介绍完原理，下面就是如何实现功能了，
我们直接来看程序，声明一下我们是用原子的例程移植的。
这 ...

謝謝分享。

bioger

通宵敲代码 发表于 2018-5-6 22:49
定义了三个数组，主函数里写个三色循环呼吸灯看看效果。






附上相关程序
这个是用TIM2_CH1实 ...

谢谢分享

通宵敲代码

在开启DMA数据传输，定时器开启之前，
增加一条计数寄存器清空指令，
防止寄存器非零造成第一次脉冲信号不准确。

同时在DMA数据传输完成后，应先关闭DMA通道，再关闭定时器，
防止DMA传输完成，但PWM最后一次信号未发送完影响最后一个灯的显示。

eleven@

楼主，为什么我的PA0没有输出呢？用万用表也测不出来，我按照你的代码，原封不动，可就是没有输出，还请大佬指导一波

eleven@

还有，LED_Init();这个来初始化LED貌似没什么用吧，程序里好像没用上吧，输出是PA0吧？

eleven@

我仿真出来PA0一直是低电平

通宵敲代码

eleven@ 发表于 2018-5-19 21:37
还有，LED_Init();这个来初始化LED貌似没什么用吧，程序里好像没用上吧，输出是PA0吧？

嗯，这个确实没用，以前的函数留下的。
输出引脚确实是PA0，程序都是验证过的，你好好检查一下硬件。

DSCX05

楼主你的硬件不是级联？程序上看起来是每一个都用一个DMA的通道？

mochou678

优酷视频打不开啊，能直接发个图片我看下或者其他视频，看下显示效果，不知道我这边显示的效果对不对。

通宵敲代码

DSCX05 发表于 2018-7-20 10:01
楼主你的硬件不是级联？程序上看起来是每一个都用一个DMA的通道？

做的四路独立控制，
需要级联你直接延长灯带就行了，
我试过288颗灯级联的，毫无压力，
官方给的数据可以级联1000颗灯

通宵敲代码

mochou678 发表于 2018-7-29 16:08
优酷视频打不开啊，能直接发个图片我看下或者其他视频，看下显示效果，不知道我这边显示的效果对不对。

百度一搜很多这个灯珠的视频，
我这边公司的网络也上不了优酷，
我记不清这个是呼吸灯还是流水灯了，
你看一下，只要颜色渐变流畅就没问题。

mk0007

soqy

怎么输出来的脉冲没有24个？

lvfangfang000

为什么使用TIM1_CH1定时器就不行呢，灯可以点亮，颜色不受控

F思念

lvfangfang000 发表于 2018-10-30 15:57
为什么使用TIM1_CH1定时器就不行呢，灯可以点亮，颜色不受控

你解决问题了吗？我也像你一样，现在不知道怎么搞

vickyinhere

有一点我不明白的是，为什么提到用hal库，但是大体上看起来还是标准库的代码风格？新手，求指教

vickyinhere

soqy 发表于 2018-8-24 16:10
怎么输出来的脉冲没有24个？

我也是这样，只有8个，请问你解决了吗，还是说要使用三路LED的代码