辉芒微61E143 如何控制ws2812B灯珠，求大佬帮忙

ID:1142265 · 发表于 2025-4-7 17:20

最近遇到了一个棘手的问题，那就是ws2812B灯珠的驱动问题。
我使用的是辉芒微的FT61E143的单片机，主频是16Mhz  2T的指令周期，一条命令执行下来差不多 125ns左右。
想用它来驱动ws2812B 3528-BT00灯珠，能驱动，但是颜色不对，也无法关闭，很奇怪。
下面是我的代码

#include "SYSCFG.h"

#define WS2812_PIN PB4 // WS2812 信号引脚
#define LED_NUM 8       // WS2812 颗数

unsigned char LED_DATA[LED_NUM * 3]; // WS2812 RGB 数据存储

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

// **发送单个 bit**
void ws2812_send_bit(unsigned char bit_1) {
if (bit_1) {
      WS2812_PIN = 1; // 发送 1
      //delay_us(1);  // 高电平 0.7us
      delay_ns(595);
      //NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();
      WS2812_PIN = 0;
      //NOP();NOP();NOP();
      delay_ns(295);
} else {
      WS2812_PIN = 1; // 发送 0
      //NOP();NOP();NOP();
      delay_ns(292);
      WS2812_PIN = 0;
      delay_ns(595);
      //NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();
}
}

// **发送一个字节**
void ws2812_send_byte(unsigned char byte) {
for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) {
      ws2812_send_bit(byte & (0x80>>i));
}
}

// **发送整个 LED 数组**
void ws2812_send_data() {
for (unsigned int i = 0; i < LED_NUM * 3; i++) {
      ws2812_send_byte(LED_DATA[i]);
}
delay_us(100); // 复位信号 >50μs
}

void POWER_INITIAL() {
OSCCON = 0B01110001; // 16MHz 时钟
INTCON = 0;       // 关闭所有中断
PORTB = 0B00000000;
TRISB = 0B00000000;
ANSELA = 0B00000000; // 数字引脚
}

void main() {
POWER_INITIAL();

// 设置 LED 颜色（红、绿、蓝）
LED_DATA[0] = 0x00; // 红色最大亮度
LED_DATA[1] = 0x00; // 绿色
LED_DATA[2] = 0x00; // 蓝色
LED_DATA[3] = 0xFF;
while (1) {
delay_us(100);
      ws2812_send_data(); // 发送 WS2812 数据
      delay_us(500000); // 500ms 间隔
}
}

ID:192020 · 发表于 2025-4-7 18:26

有用逻辑分析仪或者示波器看过波形吗？估计就是时序不对，有for有移位，这些指令也得算进去的，用这单片机驱动有点勉强。要不用汇编，要不就极限优化下代码

ID:1093493 · 发表于 2025-4-8 08:09

#include "SYSCFG.h"
/*************************************************
功能说明:点亮RGB灯不同颜色闪烁
*************************************************/
#define PIN RA7//  RGB灯
#define  LED_DIRECTION TRISA7
#define  unchar    unsigned char
#define  unint    unsigned int
#define  unlong    unsigned long
#define NUM 12 //灯的个数（最大73个）

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

ws2812_ptr       led;
/*----------------------------------------------------
* 函数名称：DelayUs
* 功能：短延时函数 --16M-2T--大概快1%左右.
* 输入参数：Time 延时时间长度延时时长Time Us
* 返回参数：无
----------------------------------------------------*/
void DelayUs(unsigned char Time)
{
unsigned char a;
for(a=0;a<Time;a++)
{
NOP();
}
}
/*----------------------------------------------------
* 函数名称：DelayMs
* 功能：短延时函数
* 输入参数：Time 延时时间长度延时时长Time ms
* 返回参数：无
----------------------------------------------------*/
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%
}
}
}
/*----------------------------------------------------
* 函数名称：DelayS
* 功能：短延时函数
* 输入参数：Time 延时时间长度延时时长Time S
* 返回参数：无
----------------------------------------------------*/
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    //每次移动一个
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;
}
/*-------------------------------------------------
* 函数名称：WDT_INITIAL
* 功能：    初始化设置看门狗1S时间复位
* 相关寄存器：
* 1、INTCON
* 2、OPTION
* 3、WDTCON
-------------------------------------------------*/
void WDT_INITIAL (void)
{
CLRWDT();    //清看门狗
PSA=1;      //时钟分频分给WDT
WDTCON = 0B00010100; //WDTPS=1010=1:32768,PS=000=1:1
//定时时间=(32768*1)/32000=1024ms
}
/*-------------------------------------------------
*  函数名：initMcu
* 功能：  上电系统初始化
*  输入：  无
*  输出：  无
--------------------------------------------------*/
void initMcu (void)
{
OSCCON = 0B01110001; //WDT 32KHZ IRCF=111=16MHZ/2=8MHZ,0.125US/T
     //Bit0=1,系统时钟为内部振荡器
     //Bit0=0,时钟源由FOSC<2：0>决定即编译选项时选择

INTCON = 0;    // 暂禁止所有中断
LED_DIRECTION = 0;
}

/*-------------------------------------------------
*  函数名: main
* 功能：  主函数
*  输入：  无
*  输出：  无
--------------------------------------------------*/
void main()
{
unsigned char cnt=0,i,frame =0;i;
initMcu(); //系统初始化
//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 · 发表于 2025-4-8 09:22

发你份出自辉忙群的代码

ID:341045 · 发表于 2025-4-8 09:54

用汇编写，极限优化可以。WS2812最低时序220--380nS，极限优化刚好可3T*125=375nS完成电平变换，要点是不用循环，硬写24位色，循环移动数据要在长电平时间段完成

ID:18297 · 发表于 2025-4-8 10:51

你的这个时序不对。delay延时时间长了。使用汇编输出控制，我完成过这个WS3812的控制程序。

ID:1146851 · 发表于 2025-4-8 13:49

要依据 WS2812B 的数据手册，对高低电平的延时时间进行精确调整。一般而言，发送逻辑 1 时，高电平持续时间约为 0.7µs，低电平持续时间约为 0.35µs；发送逻辑 0 时，高电平持续时间约为 0.35µs，低电平持续时间约为 0.7µs。WS2812B 灯珠的数据传输先测试能否正确点亮单色

ID:1142265 · 发表于 2025-4-8 16:03

我不会写汇编，今天用逻辑分析仪抓了一下波形，一个nop要300-400ns去了时间也不是很准，然后执行一条RA5=1 ;这样的代码，要花100ns，如果执行while循环体要400ns左右的时间，for循环体是400ns-1.2us的时间。想换个高频的芯片写，但是老板说市面上的人都是用这个芯片跑ws2812的，一定可以跑通的。很纠结

ID:4867 · 发表于 2025-4-8 22:35

// **精准延时**
void delay_us(unsigned char us) {
while (us--) {
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
}
}

// **发送单个 bit**
void ws2812_send_bit(unsigned char bit_1) {
if (bit_1) {
      WS2812_PIN = 1; // 发送 1
      delay_us(1);
      WS2812_PIN = 0;
} else {
      WS2812_PIN = 1; // 发送 0
      WS2812_PIN = 0;
}
}

// **发送一个字节**
void ws2812_send_byte(unsigned char byte) {
for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) {
      ws2812_send_bit(byte & (0x80>>i));
}
}

// 复位信号，用于刷新显示
void reset_ws2812b(void) {
WS2812B_PIN = 0;
delay_us(50);  // 低电平持续时间大于 280us
}

// **发送整个 LED 数组**
void ws2812_send_data() {
for (unsigned int i = 0; i < LED_NUM * 3; i++) {
      ws2812_send_byte(LED_DATA[i]);
}
reset_ws2812b(); // 复位信号 >50μs
}

ID:192020 · 发表于 2025-4-9 18:14

不用循环，用位bit变量，只用if来硬写24次赋值，估计还是可以够用的

ID:1088185 · 发表于 2025-4-10 21:40

最近才帮客人解决同样的问题，他还需要同时接收数据，我给的第一条意见就是换MCU。

ID:1088185 · 发表于 2025-4-10 21:47

lzts88 发表于 2025-4-8 09:54
用汇编写，极限优化可以。WS2812最低时序220--380nS，极限优化刚好可3T*125=375nS完成电平变换，要点是不用 ...

24位只是一颗灯，你还要再加个判断下一个灯的数据完没完，再加下一数据加载，再来一个判断是否最后一数据

ID:285258 · 发表于 2025-4-11 16:48

gods701_LUO 发表于 2025-4-8 16:03
我不会写汇编，今天用逻辑分析仪抓了一下波形，一个nop要300-400ns去了时间也不是很准，然后执行一条RA5=1 ...

任何单片机都可以跑ws2812，看灯珠数量，串联的灯珠数量越多每次刷新独霸cpu的时间就越长。

ID:1113066 · 发表于 2025-4-11 17:40

您好，我这边是ws2812的原厂家，你写的时序不对，可以联系我，发一份示例程序给你。

ID:341045 · 发表于 2025-4-11 20:49

1600277881 发表于 2025-4-10 21:47
24位只是一颗灯，你还要再加个判断下一个灯的数据完没完，再加下一数据加载，再来一个判断是否最后一 ...

时序只是对应一个灯，下一个灯的延时不影响

ID:341045 · 发表于 2025-4-11 20:52

1600277881 发表于 2025-4-10 21:40
最近才帮客人解决同样的问题，他还需要同时接收数据，我给的第一条意见就是换MCU。

用汇编就可以

ID:401564 · 发表于 2025-4-12 13:07

gods701_LUO 发表于 2025-4-8 16:03
我不会写汇编，今天用逻辑分析仪抓了一下波形，一个nop要300-400ns去了时间也不是很准，然后执行一条RA5=1 ...

不需要汇编
设定好之后,一个NOP就应该是对应的125uS,如果是300uS,那就是你代码或者配置的问题
这种单片机随便写2812的,不管多少个灯
写入的时候是要关闭所有中断的,不然颜色很容易出错
如果程序需要高的效率,肯定是不能一下子写完所有的灯,灯多的话,可能会卡个几十mS的,这肯定是不行的
你可以把代码逻辑优化一下,每5mS写一个灯,然后去执行一下主程序的其它代码,下一个5mS再写第二个灯,这样下来,100个灯的用时会用到500mS,整体效果不会差太多,或者是改成1mS写入一个灯
市场上大多的2812都是用这个低端单片机控制的,想改不太现实的
有的是因为单片机供应商是固定的,有的是不想换单片机,产品后期维护太难,有的就是成本问题,大批量产品,1分钱的成本都是很敏感的

ID:1067318 · 发表于 2025-4-15 22:22

汇编写,用STC8单片机11.0592时钟没问题

ID:1142265 · 发表于 2025-4-16 13:50

我自己修改了一下，先整体实现点灯效果，然后再去套for循环就可以了，如果用for循环去实现根本就点不亮，因为一个for循环就要有1.875us的延时，一条if判断语句要有20多us的延时，不用汇编写，只能另辟蹊径

ID:1093493 · 发表于 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; } } 亲测没问题视频为证

ID:108361 · 发表于 2025-4-16 16:43

芯片有SPI接口吗？如果你的SPI能跑到6M的时钟，就可以用SPI发送0xc0作为bit 0，发送0xf8作为bit 1，来实现全部字节的发送了

ID:401564 · 发表于 2025-4-17 12:51

gods701_LUO 发表于 2025-4-16 13:50
我自己修改了一下，先整体实现点灯效果，然后再去套for循环就可以了，如果用for循环去实现根本就点不亮， ...

你这个代码本身就有问题
第一:  for(j = 0; j < 24; j++),在这里,你定义了int j,那么,j就是一个16位的数据了,就要用到两个字节在存放,8位单片机处理两个字节数据是很耗时间的,至少在WS2812中是这样的
第二: 底下定义的val也有问题,它是一个 long int val;,这就是4个字节的数据,这不更耗时了叫吗?
这是我一个WS2812的写入程序,用的是16MHZ/4T的,写入完全没有问题
void write_ws2812(u8 rgb_data)
{
  u8 i;
  for(i = 0; i < 8; i++)
  {
if(rgb_data & 0x80)//写"1"
{
   DO = HI;
   delay_750ns
   DO = LOW;
}
else //写"0"
{
   DO = HI;
   DO = LOW;
}
rgb_data <<= 1;
  }
}

ID:1147008 · 发表于 2025-4-17 13:25

Y_G_G 发表于 2025-4-17 12:51
你这个代码本身就有问题
第一: for(j = 0; j < 24; j++),在这里,你定义了int j,那么,j就是一个16位的数 ...

点评一下，这位大佬，心肠好，技术高！完毕！

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