輝芒微61E143 如何控制ws2812B燈珠，求大佬幫忙

ID:1142265 · 發(fā)表于 2025-4-7 17:20

最近遇到了一個棘手的問題，那就是ws2812B燈珠的驅(qū)動問題。
我使用的是輝芒微的FT61E143的單片機，主頻是16Mhz  2T的指令周期，一條命令執(zhí)行下來差不多 125ns左右。
想用它來驅(qū)動ws2812B 3528-BT00燈珠，能驅(qū)動，但是顏色不對，也無法關(guān)閉，很奇怪。
下面是我的代碼

#include "SYSCFG.h"

#define WS2812_PIN PB4 // WS2812 信號引腳
#define LED_NUM 8       // WS2812 顆數(shù)

unsigned char LED_DATA[LED_NUM * 3]; // WS2812 RGB 數(shù)據(jù)存儲

// **精準延時**
void delay_us(unsigned char us) {
while (us--) {
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
}
}
// **精準延時**
void delay_ns(unsigned char ns) {
unsigned char i;
for(i=0;i<(ns/62);i++){
NOP();
}
}

// **發(fā)送單個 bit**
void ws2812_send_bit(unsigned char bit_1) {
if (bit_1) {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 1
      //delay_us(1);  // 高電平 0.7us
      delay_ns(595);
      //NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();
      WS2812_PIN = 0;
      //NOP();NOP();NOP();
      delay_ns(295);
} else {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 0
      //NOP();NOP();NOP();
      delay_ns(292);
      WS2812_PIN = 0;
      delay_ns(595);
      //NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();
}
}

// **發(fā)送一個字節(jié)**
void ws2812_send_byte(unsigned char byte) {
for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) {
      ws2812_send_bit(byte & (0x80>>i));
}
}

// **發(fā)送整個 LED 數(shù)組**
void ws2812_send_data() {
for (unsigned int i = 0; i < LED_NUM * 3; i++) {
      ws2812_send_byte(LED_DATA[i]);
}
delay_us(100); // 復位信號 >50μs
}

void POWER_INITIAL() {
OSCCON = 0B01110001; // 16MHz 時鐘
INTCON = 0;       // 關(guān)閉所有中斷
PORTB = 0B00000000;
TRISB = 0B00000000;
ANSELA = 0B00000000; // 數(shù)字引腳
}

void main() {
POWER_INITIAL();

// 設置 LED 顏色（紅、綠、藍）
LED_DATA[0] = 0x00; // 紅色最大亮度
LED_DATA[1] = 0x00; // 綠色
LED_DATA[2] = 0x00; // 藍色
LED_DATA[3] = 0xFF;
while (1) {
delay_us(100);
      ws2812_send_data(); // 發(fā)送 WS2812 數(shù)據(jù)
      delay_us(500000); // 500ms 間隔
}
}

ID:192020 · 發(fā)表于 2025-4-7 18:26

有用邏輯分析儀或者示波器看過波形嗎？估計就是時序不對，有for有移位，這些指令也得算進去的，用這單片機驅(qū)動有點勉強。要不用匯編，要不就極限優(yōu)化下代碼

ID:1093493 · 發(fā)表于 2025-4-8 08:09

#include "SYSCFG.h"
/*************************************************
功能說明:點亮RGB燈不同顏色閃爍
*************************************************/
#define PIN RA7//  RGB燈
#define  LED_DIRECTION TRISA7
#define  unchar    unsigned char
#define  unint    unsigned int
#define  unlong    unsigned long
#define NUM 12 //燈的個數(shù)（最大73個）

typedef struct {
unsigned char r;
unsigned char b;
unsigned char g;
} ws2812_ptr;

ws2812_ptr       led;
/*----------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：DelayUs
* 功能：短延時函數(shù) --16M-2T--大概快1%左右.
* 輸入?yún)?shù)：Time 延時時間長度延時時長Time Us
* 返回參數(shù)：無
----------------------------------------------------*/
void DelayUs(unsigned char Time)
{
unsigned char a;
for(a=0;a<Time;a++)
{
NOP();
}
}
/*----------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：DelayMs
* 功能：短延時函數(shù)
* 輸入?yún)?shù)：Time 延時時間長度延時時長Time ms
* 返回參數(shù)：無
----------------------------------------------------*/
void DelayMs(unsigned char Time)
{
unsigned char a,b;
for(a=0;a<Time;a++)
{
for(b=0;b<5;b++)
{
     DelayUs(197); //快1%
}
}
}
/*----------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：DelayS
* 功能：短延時函數(shù)
* 輸入?yún)?shù)：Time 延時時間長度延時時長Time S
* 返回參數(shù)：無
----------------------------------------------------*/
void DelayS(unsigned char Time)
{
unsigned char a,b;
for(a=0;a<Time;a++)
{
for(b=0;b<10;b++)
{
     DelayMs(100);
}
}
}
unsigned long int bitflip(unsigned char b);

// transmit the ws2812 led
void ws2812_send(ws2812_ptr* led)
{
int j;
long int val;
// the WS2812 wants bits in the order of:
// GGGGGGGGRRRRRRRRBBBBBBBB
// but I want to work in the opposite order. so i'm going to flip
// the bits around and do some shifting so my order is
// BBBBBBBBRRRRRRRRGGGGGGGG
// with the most significant bit on the far right. so the RGB value
// of 128 64 32, which normally would be:
// R : 0b10000000
// G : 0b01000000
// B : 0b00100000
// will become:
// BBBBBBBBRRRRRRRRGGGGGGGG
// 000001000000000100000010
val = (bitflip(led->b) << 16) + (bitflip(led->r) << 8) + (bitflip(led->g));

// now begin shifting them over one at a time    //每次移動一個
for(j = 0; j < 24; j++)
{
      // depending on if the currently viewed bit is 1 or 0
      // the pin will stay high for different times

      if (val & 1 == 1)
      {
         // if it is a 1, let it stay higher a bit longer
         PIN = 1;
         NOP();
         NOP();
         PIN = 0;
NOP();


      }

      else

      {
         // but a 0 should go high and then low as fast as possible
         PIN = 1;
NOP();

         PIN = 0;
NOP();
NOP();
      }

      // and then right shift to get the next bit
      val = val >> (unsigned char)1;
}
}

// reverse the bits in a char
unsigned long int bitflip(unsigned char b)
{
b = (b & 0xF0) >> 4 | (b & 0x0F) << 4;
b = (b & 0xCC) >> 2 | (b & 0x33) << 2;
b = (b & 0xAA) >> 1 | (b & 0x55) << 1;
return (unsigned long int)b;
}
/*-------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：WDT_INITIAL
* 功能：    初始化設置看門狗1S時間復位
* 相關(guān)寄存器：
* 1、INTCON
* 2、OPTION
* 3、WDTCON
-------------------------------------------------*/
void WDT_INITIAL (void)
{
CLRWDT();    //清看門狗
PSA=1;      //時鐘分頻分給WDT
WDTCON = 0B00010100; //WDTPS=1010=1:32768,PS=000=1:1
//定時時間=(32768*1)/32000=1024ms
}
/*-------------------------------------------------
*  函數(shù)名：initMcu
* 功能：  上電系統(tǒng)初始化
*  輸入：  無
*  輸出：  無
--------------------------------------------------*/
void initMcu (void)
{
OSCCON = 0B01110001; //WDT 32KHZ IRCF=111=16MHZ/2=8MHZ,0.125US/T
     //Bit0=1,系統(tǒng)時鐘為內(nèi)部振蕩器
     //Bit0=0,時鐘源由FOSC<2：0>決定即編譯選項時選擇

INTCON = 0;    // 暫禁止所有中斷
LED_DIRECTION = 0;
}

/*-------------------------------------------------
*  函數(shù)名: main
* 功能：  主函數(shù)
*  輸入：  無
*  輸出：  無
--------------------------------------------------*/
void main()
{
unsigned char cnt=0,i,frame =0;i;
initMcu(); //系統(tǒng)初始化
//WDT_INITIAL();

led.r = 0;
led.g = 255;
led.b = 255;
while(1)
{
if(frame == 0)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 0;
led.g = 255;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 1)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 0;
led.g = 255;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 2)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 3)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 4)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 5)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 6)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 7)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
if(cnt<NUM)
cnt++;
else
{
cnt = 0;
if(frame<7)
frame++;
else
frame =0;
}

}
}

ID:1093493 · 發(fā)表于 2025-4-8 09:22

發(fā)你份出自輝忙群的代碼

ID:341045 · 發(fā)表于 2025-4-8 09:54

用匯編寫，極限優(yōu)化可以。WS2812最低時序220--380nS，極限優(yōu)化剛好可3T*125=375nS完成電平變換，要點是不用循環(huán)，硬寫24位色，循環(huán)移動數(shù)據(jù)要在長電平時間段完成

ID:18297 · 發(fā)表于 2025-4-8 10:51

你的這個時序不對。delay延時時間長了。使用匯編輸出控制，我完成過這個WS3812的控制程序。

ID:1146851 · 發(fā)表于 2025-4-8 13:49

要依據(jù) WS2812B 的數(shù)據(jù)手冊，對高低電平的延時時間進行精確調(diào)整。一般而言，發(fā)送邏輯 1 時，高電平持續(xù)時間約為 0.7µs，低電平持續(xù)時間約為 0.35µs；發(fā)送邏輯 0 時，高電平持續(xù)時間約為 0.35µs，低電平持續(xù)時間約為 0.7µs。WS2812B 燈珠的數(shù)據(jù)傳輸先測試能否正確點亮單色

ID:1142265 · 發(fā)表于 2025-4-8 16:03

我不會寫匯編，今天用邏輯分析儀抓了一下波形，一個nop要300-400ns去了時間也不是很準，然后執(zhí)行一條RA5=1 ;這樣的代碼，要花100ns，如果執(zhí)行while循環(huán)體要400ns左右的時間，for循環(huán)體是400ns-1.2us的時間。想換個高頻的芯片寫，但是老板說市面上的人都是用這個芯片跑ws2812的，一定可以跑通的。很糾結(jié)

ID:4867 · 發(fā)表于 2025-4-8 22:35

// **精準延時**
void delay_us(unsigned char us) {
while (us--) {
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
}
}

// **發(fā)送單個 bit**
void ws2812_send_bit(unsigned char bit_1) {
if (bit_1) {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 1
      delay_us(1);
      WS2812_PIN = 0;
} else {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 0
      WS2812_PIN = 0;
}
}

// **發(fā)送一個字節(jié)**
void ws2812_send_byte(unsigned char byte) {
for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) {
      ws2812_send_bit(byte & (0x80>>i));
}
}

// 復位信號，用于刷新顯示
void reset_ws2812b(void) {
WS2812B_PIN = 0;
delay_us(50);  // 低電平持續(xù)時間大于 280us
}

// **發(fā)送整個 LED 數(shù)組**
void ws2812_send_data() {
for (unsigned int i = 0; i < LED_NUM * 3; i++) {
      ws2812_send_byte(LED_DATA[i]);
}
reset_ws2812b(); // 復位信號 >50μs
}

ID:192020 · 發(fā)表于 2025-4-9 18:14

不用循環(huán)，用位bit變量，只用if來硬寫24次賦值，估計還是可以夠用的

ID:1088185 · 發(fā)表于 2025-4-10 21:40

最近才幫客人解決同樣的問題，他還需要同時接收數(shù)據(jù)，我給的第一條意見就是換MCU。

ID:1088185 · 發(fā)表于 2025-4-10 21:47

lzts88 發(fā)表于 2025-4-8 09:54
用匯編寫，極限優(yōu)化可以。WS2812最低時序220--380nS，極限優(yōu)化剛好可3T*125=375nS完成電平變換，要點是不用 ...

24位只是一顆燈，你還要再加個判斷下一個燈的數(shù)據(jù)完沒完，再加下一數(shù)據(jù)加載，再來一個判斷是否最后一數(shù)據(jù)

ID:285258 · 發(fā)表于 2025-4-11 16:48

gods701_LUO 發(fā)表于 2025-4-8 16:03
我不會寫匯編，今天用邏輯分析儀抓了一下波形，一個nop要300-400ns去了時間也不是很準，然后執(zhí)行一條RA5=1 ...

任何單片機都可以跑ws2812，看燈珠數(shù)量，串聯(lián)的燈珠數(shù)量越多每次刷新獨霸cpu的時間就越長。

ID:1113066 · 發(fā)表于 2025-4-11 17:40

您好，我這邊是ws2812的原廠家，你寫的時序不對，可以聯(lián)系我，發(fā)一份示例程序給你。

ID:341045 · 發(fā)表于 2025-4-11 20:49

1600277881 發(fā)表于 2025-4-10 21:47
24位只是一顆燈，你還要再加個判斷下一個燈的數(shù)據(jù)完沒完，再加下一數(shù)據(jù)加載，再來一個判斷是否最后一 ...

時序只是對應一個燈，下一個燈的延時不影響

ID:341045 · 發(fā)表于 2025-4-11 20:52

1600277881 發(fā)表于 2025-4-10 21:40
最近才幫客人解決同樣的問題，他還需要同時接收數(shù)據(jù)，我給的第一條意見就是換MCU。

用匯編就可以

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-12 13:07

gods701_LUO 發(fā)表于 2025-4-8 16:03
我不會寫匯編，今天用邏輯分析儀抓了一下波形，一個nop要300-400ns去了時間也不是很準，然后執(zhí)行一條RA5=1 ...

不需要匯編
設定好之后,一個NOP就應該是對應的125uS,如果是300uS,那就是你代碼或者配置的問題
這種單片機隨便寫2812的,不管多少個燈
寫入的時候是要關(guān)閉所有中斷的,不然顏色很容易出錯
如果程序需要高的效率,肯定是不能一下子寫完所有的燈,燈多的話,可能會卡個幾十mS的,這肯定是不行的
你可以把代碼邏輯優(yōu)化一下,每5mS寫一個燈,然后去執(zhí)行一下主程序的其它代碼,下一個5mS再寫第二個燈,這樣下來,100個燈的用時會用到500mS,整體效果不會差太多,或者是改成1mS寫入一個燈
市場上大多的2812都是用這個低端單片機控制的,想改不太現(xiàn)實的
有的是因為單片機供應商是固定的,有的是不想換單片機,產(chǎn)品后期維護太難,有的就是成本問題,大批量產(chǎn)品,1分錢的成本都是很敏感的

ID:1067318 · 發(fā)表于 2025-4-15 22:22

匯編寫,用STC8單片機11.0592時鐘沒問題

ID:1142265 · 發(fā)表于 2025-4-16 13:50

我自己修改了一下，先整體實現(xiàn) 點燈效果，然后再去套for循環(huán)就可以了，如果用for循環(huán)去實現(xiàn) 根本就點不亮，因為一個for循環(huán)就要有1.875us的延時，一條if判斷語句要有20多us的延時，不用匯編寫，只能另辟蹊徑

ID:1093493 · 發(fā)表于 2025-4-16 15:37

void write24_GRB2() { unsigned long grb; unsigned char i; unsigned long temp; grb=0; temp=0; grb = (gren | grb) << 8 ; grb= (read | grb) << 8; grb= (biue | grb) << 8 ; for(i=0;i<24;i++) { temp=grb & 0x80000000; if(temp) { out1=1; DelayUs(1); out1=0; } else { out1=1; out1=0; DelayUs(1); } grb <<= 1; } } 親測沒問題視頻為證

ID:108361 · 發(fā)表于 2025-4-16 16:43

芯片有SPI接口嗎？如果你的SPI能跑到6M的時鐘，就可以用SPI發(fā)送0xc0作為bit 0，發(fā)送0xf8作為bit 1，來實現(xiàn)全部字節(jié)的發(fā)送了

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-17 12:51

gods701_LUO 發(fā)表于 2025-4-16 13:50
我自己修改了一下，先整體實現(xiàn) 點燈效果，然后再去套for循環(huán)就可以了，如果用for循環(huán)去實現(xiàn) 根本就點不亮， ...

你這個代碼本身就有問題
第一:  for(j = 0; j < 24; j++),在這里,你定義了int j,那么,j就是一個16位的數(shù)據(jù)了,就要用到兩個字節(jié)在存放,8位單片機處理兩個字節(jié)數(shù)據(jù)是很耗時間的,至少在WS2812中是這樣的
第二: 底下定義的val也有問題,它是一個 long int val;,這就是4個字節(jié)的數(shù)據(jù),這不更耗時了叫嗎?
這是我一個WS2812的寫入程序,用的是16MHZ/4T的,寫入完全沒有問題
void write_ws2812(u8 rgb_data)
{
  u8 i;
  for(i = 0; i < 8; i++)
  {
if(rgb_data & 0x80)//寫"1"
{
   DO = HI;
   delay_750ns
   DO = LOW;
}
else //寫"0"
{
   DO = HI;
   DO = LOW;
}
rgb_data <<= 1;
  }
}

ID:1147008 · 發(fā)表于 2025-4-17 13:25

Y_G_G 發(fā)表于 2025-4-17 12:51
你這個代碼本身就有問題
第一: for(j = 0; j < 24; j++),在這里,你定義了int j,那么,j就是一個16位的數(shù) ...

點評一下，這位大佬，心腸好，技術(shù)高！完畢！

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