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WS2811应用资料与单片机代码

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ID:1108761 发表于 2024-1-10 11:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、WS2811简介

输出端口耐压12V

芯片内置稳压管，24V以下电源端只需串电阻IC到VDD脚，无需外加稳压管

灰度调节电路（256级灰度可调）

内置信号整形电路，任何一个IC收到信号后经过波形整形后在输出，保证线路波形畸变不会累加

内置上电复位和掉电复位电路

PWM控制端能够实现256级调节，扫描频率不低于400HZ/S

串行接口级联，一根信号线DI完成数据的接收与解码

任意两点传输距离不超过2米无需增加任何电路

当刷新速率30帧/秒时，低速模式级联数不小于512点，高速模式下不小于1024点

数据发送速度可达与400Kbps与800Kbps两种模式


二、通讯协议


数据协议采用单线归零码的通讯方式， 像素点在上电复位以后， DIN端接受从控制器传输过来的数据， 首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后， 送到像素点内部的数据锁存器， 剩余的数据经过内部整形处理电路整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点， 每经过一个像素点的传输， 信号减少24bit。 像素点采用自动整形转发技术， 使得该像素点的级联个数不受信号传送的限制， 仅仅受限信号传输速度要求。

WS2811 0码、1码、reset码时序、串接方法
数据传输
需要精确延时的，使用示波器进行查看




三、电路连接


四、开源代码

WS2811.h

  1. #ifndef __WS2811_H

  3. #define __WS2811_H

  5. #include <stm32f10x.h>

  7. //#define   Time_D    400          //宏定义

  9. #define nWs 50 // 定义串接级联WS2811个数  50可修改

  11. //B-R-G  定义颜色24bits

  13. #define   White        0xFFFFFF  // 白色

  15. #define   Black        0x000000  // 黑色 （不亮）

  17. #define   Blue         0xFF0000  // 蓝色

  19. #define   Red          0x00FF00  // 红色

  21. #define   Green        0x0000FF  // 绿色

  23. #define   Gray         0x22ee22

  25. extern void WS_GPIO_Init(void);//WS2811端口初始化

  27. extern unsigned long WsDat_RUN[nWs];//流水灯显存

  29. extern unsigned long WsDat[nWs];//流水灯显存

  31. //extern void WS_Reset(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin);    //复位

  33. //extern void WS_Set1(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned long dat);

  35. //发送1个字节

  37. extern void WS_Set_Date(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned char len,unsigned long dat); //发送相同数据

  39. extern void WS_SetAll(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN); //发送所有字节

  41. //灯带控制方案

  43. extern unsigned long ColorToColor(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_PIN,unsigned long color0, unsigned long color1,unsigned int speed) ;//颜色渐变   

  45. //初始化显存数组

  47. 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); //跑马灯

  49. #endif
复制代码


WS2811.C





  1. #include "WS2811.h"



  5. unsigned long WsDat[nWs];   //显存

  7. unsigned long WsDat_RUN[nWs];   //流水灯显存





  13. /**************************************************

  15. * IO初始化（移植时请修改）

  17. ***************************************************/

  19. void WS_GPIO_Init()

  21. {

  23. GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;



  27. RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );   //端口时钟，使能

  29. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; // PIN

  31. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出

  33. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz

  35. GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); // 端口配置，根据设定参数初始化





  41. RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );   //端口时钟

  43. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_12; // PIN

  45. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出

  47. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz

  49. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 端口配置，根据设定参数初始化



  53. }



  57. /**************************

  59. * 内部延时

  61. ***************************/



  65. void WS_delay_us(__IO u32 nCount) //简单的延时函数

  67. {

  69. for(; nCount != 0; nCount--);

  71. }



  75. void WS_delay2us()

  77. {

  79. unsigned char i;

  81. for(i=0; i<11; i++);

  83. }



  87. void WS_delay05us()

  89. {

  91. // unsigned char i;

  93. // for(i=0; i<1; i++);

  95. }



  99. void WS_delay_ms(uint32_t nms)

  101. {

  103. while(nms--)

  105. {

  107.   WS_delay_us(1670); //普通方式延时

  109. }

  111. }





  117. /***************************

  119. * 发送一比特

  121. ****************************/

  123. void TX0(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)    // 发送0

  125. {

  127. GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);

  129.     WS_delay05us();

  131. GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);

  133. WS_delay2us();

  135. }

  137. void TX1(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)   // 发送1

  139. {

  141. GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);

  143. WS_delay2us();

  145. GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);

  147. WS_delay05us();

  149. }

  151. void WS_Reset(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)   //复位

  153. {

  155. GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);

  157. WS_delay_us(50);

  159. GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);

  161. GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);

  163. }



  167. /************************************************

  169. * 发送数据

  171. *************************************************/

  173. void WS_Set1(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long dat)

  175. {

  177. unsigned char i;

  179. for(i=0; i<24; i++)

  181. {

  183. if(0x800000 == (dat & 0x800000) )

  185. TX1(GPIOx,GPIO_Pin);

  187. else

  189. TX0(GPIOx,GPIO_Pin);

  191. dat<<=1;        //左移一位

  193. }

  195. }





  201. void WS_Set_Date(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned char len,unsigned long dat) // 全部发送同样的数据

  203. {

  205.    unsigned char i;

  207.    for(i = 0; i <len; i++)

  209.    {

  211. WS_Set1(GPIOx,GPIO_Pin,dat);

  213.    }

  215. WS_Reset(GPIOx,GPIO_Pin);

  217. }





  223. void WS_SetAll(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)   //发送所有字节

  225. {

  227. unsigned char i;



  231. for(i=0;i<nWs;i++)

  233. {

  235. WS_Set1(GPIOx,GPIO_Pin,WsDat_RUN[i]);  

  237. }

  239. WS_Reset(GPIOx,GPIO_Pin);

  241. WS_delay_ms(500);

  243. }







  251. /**************************颜色渐变函数***************************/

  253. /*

  255. 从起始颜色---最终颜色

  257. */

  259. unsigned char abs0(int num)//求绝对值

  261. {

  263. if(num>0) return num;



  267. num = -num;

  269. return (unsigned char) num;

  271. }



  275. unsigned long ColorToColor(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long color0, unsigned long color1,unsigned int speed)  

  277. {

  279. unsigned char Red0, Green0, Blue0;  // 起始三原色

  281. unsigned char Red1, Green1, Blue1;  // 结果三原色

  283. int   RedMinus, GreenMinus, BlueMinus; // 颜色差（color1 - color0）

  285. unsigned char NStep; // 需要几步

  287. float   RedStep, GreenStep, BlueStep; // 各色步进值

  289. unsigned long color; // 结果色

  291. unsigned char i;



  295. // 绿 红 蓝 三原色分解

  297. Red0   = color0>>8;

  299. Green0 = color0>>16;

  301. Blue0  = color0;



  305. Red1   = color1>>8;

  307. Green1 = color1>>16;

  309. Blue1  = color1;



  313. // 绿 红 蓝 三原色分解  若输入的颜色非上述三种

  315. Red0   =( color0&0x00FF00)>>8;

  317. Green0 = (color0&0xFF0000)>>16;

  319. Blue0  = color0;



  323. Red1   = (color1&0x00FF00)>>8;

  325. Green1 = (color1&0xFF0000)>>16;

  327. Blue1  = color1;



  331. // 计算需要多少步（取差值的最大值）

  333. RedMinus   = Red1 - Red0;

  335. GreenMinus = Green1 - Green0;

  337. BlueMinus  = Blue1 - Blue0;



  341. //判断两个绝对值大小。。a>b为真，则=a；否则=b

  343. NStep = ( abs0(RedMinus) > abs0(GreenMinus) ) ? abs0(RedMinus):abs0(GreenMinus);

  345. NStep = ( NStep > abs0(BlueMinus) ) ? NStep:abs0(BlueMinus);



  349. // 计算出各色步进值

  351. RedStep   = (float)RedMinus   / NStep;

  353. GreenStep = (float)GreenMinus / NStep;

  355. BlueStep  = (float)BlueMinus  / NStep;



  359. // 渐变开始

  361. for(i=0; i<NStep; i++)

  363. {

  365. Red1   = Red0   + (int)(RedStep   * i);

  367. Green1 = Green0 + (int)(GreenStep * i);

  369. Blue1  = Blue0  + (int)(BlueStep  * i);



  373. color  = Green1<<16 | Red1<<8 | Blue1; // 合成  绿红蓝



  377. WS_Set_Date(GPIOx,GPIO_Pin,nWs,color); //发送颜色，所有灯带同色

  379. WS_delay_ms(speed);

  381. }

  383. return color;

  385. }



  389. /*************跑马灯****************

  391. 000000000000000000000000

  393. 111100000000000000000000

  395. 000011110000000000000000

  397. 000000001111000000000000

  399. 111100000000111100000000

  401. 000011110000000011110000

  403. ***********************************/

  405. void LED_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long color) //初始化显存数组

  407. {

  409. unsigned char i;

  411. for(i=0;i<50;i++)

  413. WsDat_RUN[i]=color;

  415. WS_SetAll(GPIOx,GPIO_Pin);

  417. }



  421. //入口参数     color----speed----temp

  423. //            显示颜色--流水速度--间隔距离

  425. void RUN_LED(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin,unsigned long color,unsigned int speed,unsigned char temp)//跑马灯

  427. {

  429. unsigned char i,j;

  431. for(j=0;j<(nWs-1);j++)

  433. {

  435. for(i=nWs;i>0;i--)

  437. WsDat_RUN[i] = WsDat_RUN[i-1];



  441. if(j%temp == 0)

  443. WsDat_RUN[0] = color;

  445. else

  447. WsDat_RUN[0] = Black;



  451. //WS_Set_Date(GPIO_PIN,nWs,WsDat_RUN[i]);

  453. WS_SetAll(GPIOx,GPIO_Pin);

  455. WS_delay_ms(speed);

  457. }

  459. }

  461. main.c

  463. #include "stm32f10x.h"

  465. #include "WS2811.h"

  467. int main()

  469. {

  471. WS_GPIO_Init();//GPIOC和GPIOB初始化

  473. ColorToColor(GPIOB,GPIO_Pin_15 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_12,Red,Green,10);//颜色渐变端口GPIOB12\13\14\15输出

  475. //如果需要其他端口输出先去WS2811.c修改GPIO口初始化函数

  477. }
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ID:301191 发表于 2024-1-13 01:55 | 显示全部楼层
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