【STM32】WS2812介绍、使用SPI+DMA发送数据

这篇要使用到SPI+DMA，需要了解的话，可以参考我另两篇博客

时钟：https://www.cnblogs.com/PureHeart/p/11330967.html

SPI+DMA通信：https://www.cnblogs.com/PureHeart/p/11218076.html 

 

文章前半会先介绍WS2812通信方式，文章后半才是SPI+DMA

 

WS2812，这LED内部已经整合了信号处理的芯片，以4pin的WS2812为例，它的引脚分别是：

VDD：电源，3.5V～5.3V

VSS：地

DIN：数据输入

DOUT：数据输出

相关参数如下图

 

接下来，才是最主要的，WS2812是如何通信？

它就像一块大蛋糕

把大蛋糕交给第1人，第1人吃了一口

然后把吃过的大蛋糕，交给第2人，第2人吃了一口

再然后把吃过的大蛋糕，交给第3人，第3人吃了一口....

数据也是如此，例如上图，以24bit为1组数据，相当于蛋糕的一口

D1（第一颗LED）收到3组数据（大蛋糕，3×24bit），自己截取一组数据（吃一口，24bit），剩下两组数据（2×24bit），交给D2

D2也截取一组，剩下最后一组，交给D3

D3也一定要截取，然后就没有数据能交给D4了（假设如图那样，只发了3组数据）

那什么时候，WS2812会认为你的数据是新的呢（新一轮的蛋糕）？

低电平时间 >= 50us，WS2812就会认为是新一轮的数据了

至于为什么是低电平，下面的图片，我会和24bit的内容一起介绍

24bit的数据里面，最高8位是控制绿色，中间8位控制红色，低8位控制蓝色

亮度为0～255，所以1111 1111就是最亮，0000 0000就是不亮

然后最最重要的地方来了

这里的1、0，上图说的很明白了

一定时间的高电平 + 一定时间的低电平 = WS2812承认的一位信号（高电平或低电平）

0 code（WS2812承认的低电平）就要求【T0H】和【T0L】的时间，当然 1 code（高电平）也是

所以！

假设以串口为例（用串口比喻，是因为我觉得大家应该都熟悉，当然，这里还没考虑WS2812需要很高波特率这个问题）

设置好串口初始化之类的，然后对照g7，g6，g5，...，b0，调用串口发送3个字节来点亮1个WS2812，这是不可能的！

如下图所示

既然此路不通，那应该如何解决呢？

我们应该进行压缩，如下图

是不是啊，只要我把一个字节的长度（以绿色波形为例），压缩到跟G7一样的长度（图片只压缩到G7～G3，弄的太小就看不清楚啦）

然后再改一下，不要发0x90，按照【T0H、T0L】【T1H、T1L】，就能控制了

所以，要能控制WS2812，我必须要发24个字节，这还只是一个LED要的数据而已

然后是压缩，有经验的人应该马上会想到，其实这就是时钟，设定好SPI的时钟，就能达到这样的效果

 

那么时钟应该要设置多少呢？

在STM32F4里面，SPI发送可以设置8位或是16位数据

以8位为例，8位的时间总和，不管是 0 code 还是 1 code ，都约等于1.25u

1.25u / 8，每一位等于0.15625u

公式：频率 = 周期的倒数

频率 = 1 / 0.15625u

频率 = 6.4M

SPI设置6.4M就可以了

当然，我上面用的是1.25u，也可以用1.1u，也可以用1.4u（因为有150n的允许误差）

反正不超过规定的值，就可以了。。。也许。。。？

主时钟设置为40M，SPI经过8分频，得到5M

因为我有一些其他外设要配合，才这么设置主时钟的

当然，我实测5M也是可以的。。。

1 / 5M = 0.2u

0.2u × 8 = 1.6u，已经超过规定的1.25u ± 150n 了！

不过可以用就好了。。。

 

代码，应该也没有什么好讲的了，还是把它贴上吧，另外我有用DMA（减少CPU负担）

下图main函数里while(1)里面的0805LED，只是普通的LED，和WS2812没关系，啊，另外，我用的是STM32F4的芯片

代码链接：https://pan.baidu.com/s/1S33m7tx9Tfg8e3WKphGuNQ

提取码：s82g