51单片机（12MHz@12T）驱动WS2812B

ID:885138 · 发表于 2021-2-24 19:42

本帖最后由 xxd0708 于 2021-2-24 21:43 编辑

本实验创新点：RC电路产生非uS整数值的延时，使得单片机可以产生小于脉宽小于1uS的高电平

附件说明：
/*
*程序功能：验证低速率单片机（51单片机在12MHZ晶振@12T）驱动WS2812B灯带的可行性
*
*作者：xxd0708
*发布网址：www.51hei.com
*程序版本：V1.00
*编写时间 20210224
*声明：本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
*
*硬件说明
*CPU：AT89S52 16K bytes flash ROM, 256 bytes data RAM
*程序版本：V1.00
*晶振频率：12MHz @12T
*
*以AT89S52为例
*连接方式：
*    单片机          WS2812B灯带
*    +5V
*    |
*    VCC——————|—————————— VCC
*             |
*    1K5电阻*
*             |
*    P00——————|———————————DIN
*             |
*          102电容*
*             |
*    GND——————|———————————GND
*
*原理：单片机与灯带之间接入RC电路，P00工作在开漏工作方式，
*输出1即上升沿由RC产生延时，数值由RC参数决定，而在输出0下降沿无延时
*这样就有可能产生小于1uS的高电位脉冲
*对WS2812而言，高电平时间小于0.45uS为逻辑0，大于时为逻辑1
*多次调整RC值使延时量符合要求（本程序要求上升沿延时在1.5~1.8us之间）
*
*调整经验：
*下载本程序后，根据发光情况调整，发白时说明WS2812识别为全1，延时量过小，需加大R或C；
*反之，不发光时说明识别为全0，延时量过小，需减小R或C；
*有彩光发出时再精确调整至合适值时，直到发光正常（实测RC值约为1.5uS，供参考）
*调试要有耐心，祝好运 :-)
*
*/

ID:885138 · 发表于 2021-2-24 21:07

第一次上传附件

ID:885138 · 发表于 2021-2-25 07:04

我实验时RC调节过程:

ID:885138 · 发表于 2021-2-25 07:19

我实验时RC调整用了四次（R是上拉电阻，接在vcc与P00之间，C接在P00与GND之间）:
1.R取302（3K），C取102（0.001uF），灯全不亮。说明延时太大，高电平宽度不足，需减小R或C，为方便固定C调整R;
2.R改102（1K），全亮发白。说明延时太小，高电平过宽，0被识别成1，需加大R;
3.R取222（2K2），灯不亮。需减R;
4.R取152（1K5），发光正常。（此值供参考，根据PCB实际情况调整）
调节后经一晚上的运行，显示正常，小马拉大车实验初告成功！

ID:885138 · 发表于 2021-2-25 10:14

基本原理:
程序中发位0时为2uS高电平，发位1时为3uS高电平。
由于P00是开漏囗，下拉能力强而上拉能力由外部上拉电阻提供。所以对端口实际电压而言，当P00上拉电阻下拉电容时，由0上升到1为较慢的充电过程，而由1到0为快速放电过程（时间可忽略）。
另一方面，WS2812B输入带整形电路，由0转1电压门限为0.7Vcc，由1转0电压门限为0.3Vcc。如选择并调整好R与C，使C上电压充至0.7Vcc的时间大于1.55uS，则单片机发位0时，WS2812B实际收到的高电平时间小于2-1.55=0.45uS,发送位1时，多1uS必然大于0.45uS，从而满足了驱动要求。
原理分析可行后，实际验证按“先估算、后调整”的思想进行。
由RC充放电原理知，从0到0.7倍电压的时间约为1.2倍时间常数，我们需要大于1.55uS并小于2uS，取1.8uS为宜，故RC约为1.8/1.2=1.5uS。我选取了C为0.001uF的电容（102），R应选1.5uS/0.001uF=1.5k的电阻（152）。
为实验验证，并考虑电器元件的误差及PCB的附加电容的影响，选2倍及2/3倍为上下限电阻（3k与1k），用二分法逼近，最终运行正常为1.5K，与理论值相符。（应实际工作电压或电路器件不同，允许一定偏差）
附手绘的电平转换原理图一张:

ID:69115 · 发表于 2021-3-3 23:11

楼主,你真聪明.

ID:654946 · 发表于 2021-12-11 15:08

xxd0708 发表于 2021-2-25 07:19
我实验时RC调整用了四次（R是上拉电阻，接在vcc与P00之间，C接在P00与GND之间）:
1.R取302（3K），C取102 ...

能提供一下电路图吗

ID:998804 · 发表于 2022-1-2 17:21

第一次看到楼主这个方法，真是聪明！

我用1T单片机，再加上你的电路，没有用你的程序，可以成功驱动。
但用A89S52的单片机无法成功，晶振是11.0592Mhz的。

ID:290373 · 发表于 2022-1-4 13:18

很巧妙的方法

2812真的要被玩坏了

ID:71233 · 发表于 2022-5-1 19:41

太厉害了，电子玩得太娴熟了，居然想到用RC充电原理来实现对2812的驱动。

ID:514317 · 发表于 2022-5-3 00:16

厉害技术强贴我遇到这个问题直接换1T 40M的单片机

ID:832644 · 发表于 2022-7-15 17:36

楼主,你真聪明.

ID:825397 · 发表于 2022-7-22 14:14

在stc89c52上成功，比较创新的方法，感谢楼主分享

ID:482083 · 发表于 2022-7-27 18:26

lzzasd 发表于 2022-5-3 00:16
厉害技术强贴我遇到这个问题直接换1T 40M的单片机

哈哈哈，我也是

ID:603024 · 发表于 2022-8-17 14:15

牛人，感谢分享

ID:46750 · 发表于 2023-5-10 10:41

厉害，技术好贴，可以用3毛钱的单片机控制了

ID:324780 · 发表于 2023-12-1 21:26

厉害，这就是所谓的突破与创新！！！！！

ID:85743 · 发表于 2024-2-2 11:22

xxd0708 发表于 2021-2-25 10:14
基本原理:
程序中发位0时为2uS高电平，发位1时为3uS高电平。
由于P00是开漏囗，下拉能力强而上拉能力由外 ...

意思就是：用了这个RC，程序里面的I/O就是一般的高\低电平了？

ID:433219 · 发表于 2024-2-2 19:44

d^_^b 低速mcu上ws2812高速玩的思路？？？

ID:253767 · 发表于 2024-2-3 07:52

厉害，突破创新！
谢谢分享!!!

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

51单片机（12MHz@12T）驱动WS2812B

评分

评分

评分