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RGB_LED 内置驱动IC:WS2812
测试平台：stm32f103c8t6 库版本：官方标准库3.5.0版本 LED规格：RGB-5050 内置IC：ws2812 驱动方式：归零码 相比普通的LED灯珠，内置驱动芯片的灯珠在实用性，整体体积，电路设计，程序设计上都有很大的优势，本文所写内置驱动IC的WS2812的灯珠是比较常见的一种彩色LED灯珠，通过级联方式连接每颗LED，电路设计简单，采用归零码输入彩色数据。 万能的某宝有很多这类内置驱动的灯珠，购买前记得询问是否由数据手册或者规格书等，这对电路设计和程序设计有很大帮助。 注： 文中首次出现的代码块会标注[xxx.c]或[xxx.h]，表明该代码是属于对应的文件，未标注的即为重复出现的 目录 RGB_LED 内置驱动IC:WS28121、电路设计2、程序设计2.1 驱动方式2.2 定时器配置2.3 数据处理与发送2.4 定时器中断服务函数 3、总结 1、电路设计由于是级联方式连接相邻的灯珠，因此电路很简单， 灯珠管脚▼ 电路原理图▼ LED1~LED10一路 LED11~LED20一路 这里是设计需求，两路并联在一起，同步控制 PCB图▼ 归零码通讯是单线通讯，对时序要求比较严格，通过单周期内的高低电平持续时间来判断数据bit为0或1 规格书描述▼ 
信息1： 单颗灯珠可接收3Byte(24bit)数据 信息2： 单颗灯珠数据结构G-R-B，高位先发 信息3： 码元周期，上边两张图都是这款灯珠规格书里的截图，码元周期T有两种描述，分别是2us(500kHz)和1.25us(800kHz)，1.25us是网上关于WS2812教程里出现比较多的典型码元周期，2us似乎是该灯珠特有的，在实际的测试中，两种周期均可以实现驱动，因此程序以1.25us进行编写 信息4： 0码和1码占空比 T0码高电平占比1码高电平占比2us14%45%1.25us25.6%51.2% 2.1 驱动方式【程序以T = 1.25us为准】 要想驱动该灯珠，实际上是要实现0码和1码的发送时序，能够产生这样的时序信号的方式大致有三种： 第一种是使用延时函数在特定延时时间内对输出管脚进行翻转操作，这种方式非常占用单片机资源，而且实现1.25us延时的准确度不高 第二种是使用定时器进行PWM输出，输出频率设置为800kHz即可实现1.25us周期循环，通过改变周期内占空比来实现0码和1码输出 第三种是使用SPI，这种方式比较巧妙，使用SPI的clk线和mosi线，通过8分频可以设置clk时钟线的输出频率（主频72Mhz），然后采用16byte数据模拟0码和1码，这样输出频率为562.5kHz，理论上也是可以驱动的，本人没有实践过，该up主的文章【SPI驱动ws2812】有介绍这种方式，感兴趣的可以尝试下。 第二种使用定时器的方式，精度高，只有在更新中断服务程序才占用系统资源，是比较理想的驱动方式，考虑到STM32单片机的定时器较多，硬件SPI有限（其他拓展功能有可能会使用到SPI），因此最终方案选择使用定时器产生PWM来驱动灯珠 2.2 定时器配置避开有特殊外设功能的IO口，这里选择PB0管脚进行PWM输出，其对应的定时器是TIM3，输出通道是CH3 IO口配置为复用推挽输出，启动复用时钟▼ [ws2812.c] /******************************************************************************** * @brief TIM对应的GPIO配置 * @param none * @retval none * @retval none *******************************************************************************/ static void TIM_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); }TIM3基础以及PWM模式配置▼ [ws2812.c] /******************************************************************************** * @brief TIM基础配置以及PWM配置 * @param none * @retval none * @retval none *******************************************************************************/ static void TIM_PWM_Config(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); /* Time base configuration */ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 90-1; // (144 500KHz 2us) (90 800KHz 1.25us) TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); /* PWM1 Mode configuration */ TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE); //使能TIM_ARR重载，即周期重载 TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM_CRR重载，即占空比重载 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update, ENABLE); //使能TIM更新中断 // TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM }注意：周期是从0开始算的，预分频为0，即不分频，频率为72MHz，周期为72MHz / 90 = 800kHz 使能定时器更新中断，这样可以在中断服务函数里更改占空比 配置完成先不使能TIM3，等需要发送数据时再使能定时器 NVIC配置，这个随意▼ [ws2812.c] /******************************************************************************** * @brief 配置嵌套向量中断控制器NVIC * @param none * @retval none *******************************************************************************/ static void NVIC_TIM3_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* Configure one bit for preemption priority */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); /* 配置TIM3_IRQ中断为中断源 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); }到此定时器配置完成 2.3 数据处理与发送一颗灯珠接收3byte(24bit)数据，当接收完3byte(24bit)数据后，自动整型转发接下来的数据，高位先发 采用PWM来产生驱动时序，一个周期代表1bit，这1bit代表0或者1则是由周期内的高电平占空比来决定 在定时器配置中，周期设置TIM_ARR = 90 那么0码占空比设置为20（22%），1码占空比设置为50（55%）即可 实际测试0码小于30，1码大于35都是可以驱动的 首先点亮一个灯珠，使其发出绿光，按数据格式G-R-B，需要发送3byte数据【0xFF0000】，总共24bit的数据，数据处理就是根据24bit数据转换成占空比数组，然后在中断服务函数里更新TIM_CCR的值 数据处理和发送函数▼ [ws2812.c] #define DATA_SIZE 0x800 //2k #define DATA_BUF_Address 0x20004800 u8 DATA_BUF[DATA_SIZE] __attribute__ ((at(DATA_BUF_Address))); #define DATA_BIT_0 20 //20 #define DATA_BIT_1 50 //75 /******************************************************************************** * @brief 发送数据 * @param *buff 缓存基地址 * @retval len 发送数据量(n byte) * @retval none *******************************************************************************/ void DATA_Send(u8 *buff, u32 len) { u8 i = 0; u32 j = 0; u32 counter = 0; u8 data; for(j = 0; j ws2812.data_cnt){ //当发送完所需数据之后关闭TIM TIM3->CR1 &= ~((uint16_t)TIM_CR1_CEN); //关闭TIM } }定时器每产生一次中断，可以理解为发送了1byte数据，因此在中断函数里更新下一个TIM_CCR值，当发送完24byte数据后，就关闭定时器TIM3， 3、总结在主函数里调用TIM配置函数后，直接调用测试函数【void test(void)】即可驱动一颗灯珠发绿光▼ RGB效果（拍照色差比较严重）▼ |
规格书描述▼ 
只要将相邻灯珠的DOUT和DIN连接在一起即可，这里的104电容并不是必须的
这是一个灯板的PCB，注意左右两边接口表明的顺序，左边的DI对应右边的DO，可以通过左右接口将多个灯板并联起来控制。
（由于左右两路是并联的，因此两个灯珠同步点亮） 改下函数即可控制其他灯珠▼
内置ws2812的彩色LED灯珠的驱动就这么些，具体怎么使用还得看应用场景【本文地址】