WS2811應用資料與單片機代碼

ID:1108761 · 發(fā)表于 2024-1-10 11:35

一、WS2811簡介

輸出端口耐壓12V

芯片內(nèi)置穩(wěn)壓管，24V以下電源端只需串電阻IC到VDD腳，無需外加穩(wěn)壓管

灰度調(diào)節(jié)電路（256級灰度可調(diào)）

內(nèi)置信號整形電路，任何一個IC收到信號后經(jīng)過波形整形后在輸出，保證線路波形畸變不會累加

內(nèi)置上電復位和掉電復位電路

PWM控制端能夠?qū)崿F(xiàn)256級調(diào)節(jié)，掃描頻率不低于400HZ/S

串行接口級聯(lián)，一根信號線DI完成數(shù)據(jù)的接收與解碼

任意兩點傳輸距離不超過2米無需增加任何電路

當刷新速率30幀/秒時，低速模式級聯(lián)數(shù)不小于512點，高速模式下不小于1024點

數(shù)據(jù)發(fā)送速度可達與400Kbps與800Kbps兩種模式

二、通訊協(xié)議

數(shù)據(jù)協(xié)議采用單線歸零碼的通訊方式，像素點在上電復位以后， DIN端接受從控制器傳輸過來的數(shù)據(jù)，首先送過來的24bit數(shù)據(jù)被第一個像素點提取后，送到像素點內(nèi)部的數(shù)據(jù)鎖存器，剩余的數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部整形處理電路整形放大后通過DO端口開始轉發(fā)輸出給下一個級聯(lián)的像素點，每經(jīng)過一個像素點的傳輸，信號減少24bit。像素點采用自動整形轉發(fā)技術，使得該像素點的級聯(lián)個數(shù)不受信號傳送的限制，僅僅受限信號傳輸速度要求。

WS2811 0碼、1碼、reset碼時序、串接方法
數(shù)據(jù)傳輸
需要精確延時的，使用示波器進行查看

三、電路連接

四、開源代碼

WS2811.h

#ifndef __WS2811_H
#define __WS2811_H
#include <stm32f10x.h>
//#define Time_D 400 //宏定義
#define nWs 50 // 定義串接級聯(lián)WS2811個數(shù) 50可修改
//B-R-G 定義顏色24bits
#define White 0xFFFFFF // 白色
#define Black 0x000000 // 黑色（不亮）
#define Blue 0xFF0000 // 藍色
#define Red 0x00FF00 // 紅色
#define Green 0x0000FF // 綠色
#define Gray 0x22ee22
extern void WS_GPIO_Init(void);//WS2811端口初始化
extern unsigned long WsDat_RUN[nWs];//流水燈顯存
extern unsigned long WsDat[nWs];//流水燈顯存
//extern void WS_Reset(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin); //復位
//extern void WS_Set1(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned long dat);
//發(fā)送1個字節(jié)
extern void WS_Set_Date(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned char len,unsigned long dat); //發(fā)送相同數(shù)據(jù)
extern void WS_SetAll(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN); //發(fā)送所有字節(jié)
//燈帶控制方案
extern unsigned long ColorToColor(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned long color0, unsigned long color1,unsigned int speed) ;//顏色漸變
//初始化顯存數(shù)組
extern void LED_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned long color); extern void RUN_LED(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned long color,unsigned int speed,unsigned char temp); //跑馬燈
#endif

復制代碼

WS2811.C

#include "WS2811.h"
unsigned long WsDat[nWs]; //顯存
unsigned long WsDat_RUN[nWs]; //流水燈顯存
/**************************************************
* IO初始化（移植時請修改）
***************************************************/
void WS_GPIO_Init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE ); //端口時鐘，使能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; // PIN
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度為50MHz
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); // 端口配置，根據(jù)設定參數(shù)初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE ); //端口時鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_12; // PIN
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度為50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 端口配置，根據(jù)設定參數(shù)初始化
}
/**************************
* 內(nèi)部延時
***************************/
void WS_delay_us(__IO u32 nCount) //簡單的延時函數(shù)
{
for(; nCount != 0; nCount--);
}
void WS_delay2us()
{
unsigned char i;
for(i=0; i<11; i++);
}
void WS_delay05us()
{
// unsigned char i;
// for(i=0; i<1; i++);
}
void WS_delay_ms(uint32_t nms)
{
while(nms--)
{
WS_delay_us(1670); //普通方式延時
}
}
/***************************
* 發(fā)送一比特
****************************/
void TX0(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin) // 發(fā)送0
{
GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
WS_delay05us();
GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
WS_delay2us();
}
void TX1(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin) // 發(fā)送1
{
GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
WS_delay2us();
GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
WS_delay05us();
}
void WS_Reset(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin) //復位
{
GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
WS_delay_us(50);
GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
}
/************************************************
* 發(fā)送數(shù)據(jù)
*************************************************/
void WS_Set1(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long dat)
{
unsigned char i;
for(i=0; i<24; i++)
{
if(0x800000 == (dat & 0x800000) )
TX1(GPIOx,GPIO_Pin);
else
TX0(GPIOx,GPIO_Pin);
dat<<=1; //左移一位
}
}
void WS_Set_Date(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned char len,unsigned long dat) // 全部發(fā)送同樣的數(shù)據(jù)
{
unsigned char i;
for(i = 0; i <len; i++)
{
WS_Set1(GPIOx,GPIO_Pin,dat);
}
WS_Reset(GPIOx,GPIO_Pin);
}
void WS_SetAll(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin) //發(fā)送所有字節(jié)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<nWs;i++)
{
WS_Set1(GPIOx,GPIO_Pin,WsDat_RUN[i]);
}
WS_Reset(GPIOx,GPIO_Pin);
WS_delay_ms(500);
}
/**************************顏色漸變函數(shù)***************************/
/*
從起始顏色---最終顏色
*/
unsigned char abs0(int num)//求絕對值
{
if(num>0) return num;
num = -num;
return (unsigned char) num;
}
unsigned long ColorToColor(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long color0, unsigned long color1,unsigned int speed)
{
unsigned char Red0, Green0, Blue0; // 起始三原色
unsigned char Red1, Green1, Blue1; // 結果三原色
int RedMinus, GreenMinus, BlueMinus; // 顏色差（color1 - color0）
unsigned char NStep; // 需要幾步
float RedStep, GreenStep, BlueStep; // 各色步進值
unsigned long color; // 結果色
unsigned char i;
// 綠紅藍三原色分解
Red0 = color0>>8;
Green0 = color0>>16;
Blue0 = color0;
Red1 = color1>>8;
Green1 = color1>>16;
Blue1 = color1;
// 綠紅藍三原色分解若輸入的顏色非上述三種
Red0 =( color0&0x00FF00)>>8;
Green0 = (color0&0xFF0000)>>16;
Blue0 = color0;
Red1 = (color1&0x00FF00)>>8;
Green1 = (color1&0xFF0000)>>16;
Blue1 = color1;
// 計算需要多少步（取差值的最大值）
RedMinus = Red1 - Red0;
GreenMinus = Green1 - Green0;
BlueMinus = Blue1 - Blue0;
//判斷兩個絕對值大小。。a>b為真，則=a；否則=b
NStep = ( abs0(RedMinus) > abs0(GreenMinus) ) ? abs0(RedMinus):abs0(GreenMinus);
NStep = ( NStep > abs0(BlueMinus) ) ? NStep:abs0(BlueMinus);
// 計算出各色步進值
RedStep = (float)RedMinus / NStep;
GreenStep = (float)GreenMinus / NStep;
BlueStep = (float)BlueMinus / NStep;
// 漸變開始
for(i=0; i<NStep; i++)
{
Red1 = Red0 + (int)(RedStep * i);
Green1 = Green0 + (int)(GreenStep * i);
Blue1 = Blue0 + (int)(BlueStep * i);
color = Green1<<16 | Red1<<8 | Blue1; // 合成綠紅藍
WS_Set_Date(GPIOx,GPIO_Pin,nWs,color); //發(fā)送顏色，所有燈帶同色
WS_delay_ms(speed);
}
return color;
}
/*************跑馬燈****************
000000000000000000000000
111100000000000000000000
000011110000000000000000
000000001111000000000000
111100000000111100000000
000011110000000011110000
***********************************/
void LED_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long color) //初始化顯存數(shù)組
{
unsigned char i;
for(i=0;i<50;i++)
WsDat_RUN[i]=color;
WS_SetAll(GPIOx,GPIO_Pin);
}
//入口參數(shù) color----speed----temp
// 顯示顏色--流水速度--間隔距離
void RUN_LED(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long color,unsigned int speed,unsigned char temp)//跑馬燈
{
unsigned char i,j;
for(j=0;j<(nWs-1);j++)
{
for(i=nWs;i>0;i--)
WsDat_RUN[i] = WsDat_RUN[i-1];
if(j%temp == 0)
WsDat_RUN[0] = color;
else
WsDat_RUN[0] = Black;
//WS_Set_Date(GPIO_PIN,nWs,WsDat_RUN[i]);
WS_SetAll(GPIOx,GPIO_Pin);
WS_delay_ms(speed);
}
}
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "WS2811.h"
int main()
{
WS_GPIO_Init();//GPIOC和GPIOB初始化
ColorToColor(GPIOB,GPIO_Pin_15 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_12,Red,Green,10);//顏色漸變端口GPIOB12\13\14\15輸出
//如果需要其他端口輸出先去WS2811.c修改GPIO口初始化函數(shù)
}

復制代碼

ID:301191 · 發(fā)表于 2024-1-13 01:55

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