EEPW论坛

    简单和大家介绍一下本文章的主要内容：使用STM32F103C8最小系统板，使用STM32 cubeMX 6.14版本生成底层的驱动库、结合定时器的PWM 输出功能、使用DMA发送数据的 方式，驱动WS2812 的RGB三色灯。

    本次小的DIY所需的物料：stm32f103c8系统板、DAP调试器（无线版本）、杜邦线（７根）、WS2812　RGB三色灯、

    备注：为了调试方便，自己绘制了一块系统板的拓展板，引出了所有的GPIO口。

一：RGB三色灯的介绍：

    WS2812俗称：三色 RGB 灯，其中 LED 灯珠内部存在一个芯片控制控制芯片，通讯方式采用单线归零码的方法，使用DIN信号线来发送特定的时序数据，控制灯的工作与否，如果额外增加一路信号线，实现双路信号传输，即使存在某个LED灯异常损坏的时候，也不会影响整体显示效果。

二：WS2812b功能特点：

1.5050 灯珠内部集成高质量外控单线级联恒流 IC和优质 RGB LED 芯片，体积小巧，外围简单。The 5050ball 2.内置 IC恒流精度高，内部 RGB 芯片预先分光处理。发光高度一致，白光效果纯正。3.整形转发强化技术，单线数据传输，可无限级联。4.数据传输频率 800Kbps/秒，可实现画面刷新速率 30 幀/秒时，不小于 1024 点。5.输出端口 PWM 控制能够实现 256 级灰度调节，端口扫描频率 1.5KHz/s。6.采用优化预置 12mA/通道恒流模式，低压驱动级联数量最大化。高恒流精度，片内误差<1.5%,片间误差<3%。 7.内置低压强化模块，VDD在 4.5-5.5V 以上 100%正常工作。8.超强数据整形能力:接受完本单元数据自动将后续数据整形输出。

三：驱动方式：

驱动的时序图：

a:LED灯珠主要根据高电平时间判断“0”码和“1”码。高电平时间介于 200ns~410ns,IC判断为“0”码,高电平时间介于 640ns~1000ns,判断为“1”码。 “0”码和“1”码的低电平代表此码结束，准备接收下一数据码。 

b:低电平复位时间最小为100us，为了留有余度，一帧数据传输过程中(包括 24bit 和 24bit 之间、bit和 bit 之间)不要中断超过 35us，否则可能会被 IC 认为是RESET。中断时间在 35us之内，控制器可以进行正常数据传输等其他操作。

这里我使用的方式是：改变PWM脉宽的大小，即采用不同占空比的方式实现数据的输出。

四：PWM输出的方式：

之前在论坛分享了定时器输出PWM的方式，链接如下所示：

NUCLEO-U083RC学习历程5-PWM调试-电子产品世界论坛

https://forum.eepw.com.cn/thread/386882/1

这里不同于之前的帖子，这里使用PWM与DMA的方式发送不同的脉宽；

实现的主要思路如下：

    采用定时器输出不同脉宽的PWM，并且结合DMA技术能够生成数量和占空比可编程控制的脉冲序列，主要利用DMA的自动数据传输功能，不占据CPU的资源，基本上不用担心被其他的任务打断。当定时器使能DMA时，每次计数器达到溢出值后，软件代码自动通过DMA总线获取新的比较值数据。通过动态改变DMA传输的比较值数据，即可实现每个PWM周期占空比的灵活调整。在本次项目中采用预定义数组存储比较值序列，由DMA控制器按需传输数组元素。通过配置数组长度（控制脉冲数量）和元素数值（决定各周期占空比），最终实现脉冲数量和占空比的双重可编程控制。

几个重要和大家分享一下：

工作机制：定时器溢出触发DMA传输，自动更新比较寄存器

动态调节：差异化的DMA传输数据实现占空比动态变化

实现方式：１：比较值序列存储在预定义数组。２：DMA负责数组元素的自动传输

控制难点：１：数组长度决定输出脉冲数量。２：数组元素值决定单个脉冲占空比

五：STM32 cube MX 软件配置如下：

对于基本的STM32 cube的配置，请大家移步到之前的帖子，这里i就不做介绍：

【DIY手势翻页笔】手势翻页笔-过程贴：使用cubx生成代码点亮板载的LED灯-电子产品世界论坛

https://forum.eepw.com.cn/thread/383040/1

大概的配置过程，如上所示，只是软件程序版本不一致，使用的主控不一致，

这里仅仅说明此处定时器输出PWM的配置图：

5.2  代码编写

在生成的代码中添加对 RGB灯的驱动过程

定时器2的初始化

static void MX_TIM2_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 0 */

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 1 */
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 0;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 89;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 0;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 2 */
  HAL_TIM_MspPostInit(&htim2);

}

定时器的DMA配置初始化：

    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();

    /* TIM2 DMA Init */
    /* TIM2_CH1 Init */
    hdma_tim2_ch1.Instance = DMA1_Channel5;
    hdma_tim2_ch1.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    hdma_tim2_ch1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE;
    hdma_tim2_ch1.Init.MemInc = DMA_MINC_DISABLE;
    hdma_tim2_ch1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
    hdma_tim2_ch1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
    hdma_tim2_ch1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
    hdma_tim2_ch1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW;
    if (HAL_DMA_Init(&hdma_tim2_ch1) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }

    __HAL_LINKDMA(tim_pwmHandle,hdma[TIM_DMA_ID_CC1],hdma_tim2_ch1);

WB2812的初始化：

void ws2812_init(uint8_t data)
{
	uint16_t num;
	num = 60 + data * 24;
	for(uint8_t i = 0; i < data; i++)
	{
		ws2812_set_RGB(0x00, 0x00, 0x00, i);
	}
	 HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim2,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_buffur,(num)); 
}

WB2812的实现逐渐变亮驱动函数

void ws2812_breath(uint8_t color,uint16_t data,uint16_t run_time)
{
	
	if(rgb_run_time>=run_time)
	{		
		if(level<=breath_level)//渐亮
		{
			switch (color)
			{
				case red:   ws2812_red(breath_R+=breath_change_sum,data) ;break;
				case green: ws2812_green(breath_G+=breath_change_sum,data) ;break;
				case blue:  ws2812_blue(breath_B+=breath_change_sum,data) ;break;
				case yellow:ws2812_yellow(breath_B+=breath_change_sum,data) ;break;
			}
		}
	}
}

在主程序中调用该函数即可

HAL_Delay(20);
ws2812_breath(green,2,500);

图片测试如下、

GIF图 如下所示：