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stm32f103使用TIM+DMA驱动WS2812灯带

工程师
2025-09-27 10:46:39     打赏

ws2812做为RGB灯,在很多场合都是非常有用的,我准备使用STM32H755的M4内核驱动时,遇到了一些问题,因此先用STM32F103来验证一下,找到库存的STM32103的开发板,来实现驱动,特记录如下:

1、使用STM32CubeMX新建基于STM32F103C8Tx的工程:

image.png

2、打开外部时钟,因为内部时钟最高只能跑到64MHz。

image.png

3、在时钟配置界面,配置72MHz的总线时钟。

image.png

从上面我们得到Timer的时钟总线为72MHz。

4、打开TIM1的配置界面配置如下:

image.png

这里我们需要将GPIO的输出速度选择为高速模式。

5、配置pwm

image.png

在定时器配置中,我们根据WS2812的最大传输速率800kbps,设置定时器不分频和计数周期为89+1,这样下来波形的频率为  72M /(89+1) = 800K  ,并且一个波形的周期为  1 / 800 = 1.25us

6、配置DMA

image.png

我们打开DMA的界面,添加一个DMA,选择方向为从内存到外设,内存为递增,数据宽度为半字节,即16bit。

到此界面配置结束,生成工程后,使用mdk打开工程。

【代码添加】

1、新建RGB.c添加代码如下:

#include "RGB.h"
#include "main.h"
#include "tim.h"
 
uint16_t RGB_buffur[Reste_Data + WS2812_Data_Len] = { 0 }; //数据缓存数组
 
void WS2812_Display_1(uint32_t Color, uint16_t num)
{
   
    //指针偏移:需要跳过复位信号的N个0
    uint16_t* p = (RGB_buffur + Reste_Data) + (num * Led_Data_Len);
    
    for (uint8_t i = 0; i < 8; ++i)         
	p[i+8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
    for (uint8_t i = 8; i < 16; ++i)
	p[i-8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
    for (uint8_t i = 16; i < 24; ++i)
	p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);  
       
}
 
 
void WS2812_Display_2( uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue,uint16_t num)
{
            
            uint8_t i;
            uint32_t Color=(green << 16 | red << 8 | blue);//将2个8位数据合并转化为32位数据类型
    
            //指针偏移:需要跳过复位信号的N个0
            uint16_t* p = (RGB_buffur + Reste_Data) + (num * Led_Data_Len);
    
            for (i = 0; i < 24; ++i)    //对数组进行编辑
			p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data : Low_Data);	
                        
}
 
 
void WS2812_Number_4(uint32_t Color1,uint32_t Color2,uint32_t Color3,uint32_t Color4)
{
    
    uint16_t  RGB_Buff_4[Reste_Data + 4 * WS2812_Data_Len] = { 0 };
    uint16_t* p;
    uint32_t Color;
    
    for( uint8_t k=0;k<4;k++)
  {      
      switch (k)    //进行指针偏移
      {
        case 0: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) + (0 * Led_Data_Len),Color=Color1;break;
        case 1: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) + (1 * Led_Data_Len),Color=Color2;break;
        case 2: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) + (2 * Led_Data_Len),Color=Color3;break;
        case 3: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) + (3 * Led_Data_Len),Color=Color4;break;
        default : ;break;     
      }
      
     for (uint8_t i = 0; i < 8; ++i)   //对数组进行编辑
    {   
        for (uint8_t i = 0; i < 8; ++i)
        p[i+8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
        for (uint8_t i = 8; i < 16; ++i)
        p[i-8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
        for (uint8_t i = 16; i < 24; ++i)
        p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);
    } 
   
 }   
  
    HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_Buff_4,(176));//启动DMA传输
    
}
 
 //  DMA 传输完成回调函数
void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
}

2、添加RGB.h代码如下:

#ifndef __RGB_H
#define __RGB_H
#include "main.h"
#define Hight_Data            ( 64  )                           //1 码相对计数值
#define Low_Data              ( 36  )                           //0 码相对计数值
#define Reste_Data            ( 80  )                           //80 复位电平相对计数值
#define Led_Num               (  4  )                           //WS2812灯个数
#define Led_Data_Len          ( 24  )                           //WS2812数据长度,单个需要24个字节
#define WS2812_Data_Len   (Led_Num * Led_Data_Len)              //ws2812级联后需要的数组长度
 
//uint16_t RGB_buffur[Reste_Data + WS2812_Data_Len] = { 0 }; //数据缓存数组
 
 
void WS2812_Display_1(uint32_t Color, uint16_t num);
void WS2812_Display_2( uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue,uint16_t num);
 
void WS2812_Number_4(uint32_t Color1,uint32_t Color2,uint32_t Color3,uint32_t Color4);//封装好的四个灯函数,只需要分别输入四个灯的颜色即可
 
 
#endif

3、Main

首先引RGB.h头文件

再使用extern一下数组

extern uint16_t RGB_buffur[Reste_Data + WS2812_Data_Len];

在while中添加周期的亮灯:

    WS2812_Number_4(0x180000,0x001800,0x000018,0);
    HAL_Delay(500);
    WS2812_Number_4(0,0x180000,0x001800,0x000018);
    HAL_Delay(500);
    WS2812_Number_4(0x000018,0,0x180000,0x001800);
    HAL_Delay(500);
    WS2812_Number_4(0x001800,0x000018,0,0x180000);
    HAL_Delay(500);

【验证】

将ws2812的DI引脚接到PA8,VCC与GND接到开发板的电源上,将程序下载到开发板后,可以看到如期点亮了WB2812





关键词: stm32f103     TIM+DMA     WS2812    

院士
2025-09-28 16:41:22     打赏
2楼

谢谢分享,学习了。


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