STM32F103使用TIM+DMA驱动WS2812灯带

ws2812做为RGB灯，在很多场合都是非常有用的，我准备使用STM32H755的M4内核驱动时，遇到了一些问题，因此先用STM32F103来验证一下，找到库存的STM32103的开发板，来实现驱动，特记录如下：

1.使用STM32CubeMX 新建基于STM32F103C8Tx的工程：

2.打开外部时钟，因为内部时钟最高只能跑到64MHz。

3.在时钟配置界面，配置72MHz的总线时钟。

从上面我们得到Timer的时钟总线为72MHz。

4.打开TIM1的配置界面配置如下：

这里我们需要将GPIO的输出速度选择为高速模式。

5.配置pwm

在定时器配置中，我们根据WS2812 的最大传输速率800kbps，设置定时器不分频和计数周期为89+1，这样下来波形的频率为72 M /（89+1） = 800 K，并且一个波形的周期为1 / 800 = 1.25 us

6.配置DMA

我们打开DMA的界面，添加一个DMA，选择方向为从内存到外设，内存为递增，数据宽度为半字节，即16 bit。

到此界面配置结束，生成工程后，使用mdk 打开工程。

【代码添加】

1.新建RGB.c 添加代码如下：

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1.#include “RGB.h”

2.#include “main.h”

3.#include “tim.h”

4.

5.uint16_t RGB_buffur[Reste_Data + WS2812_Data_Len] = { 0 }; //数据缓存数组

6.

7.void WS2812_Display_1(uint32_t Color, uint16_t num)

8.{

9.

10.//指针偏移:需要跳过复位信号的N 个0

11.uint16_t* p = (RGB_buffur + Reste_Data) +(num * Led_Data_Len);

12.

13.for (uint8_t i = 0; i < 8; ++i)

14.p[i+8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);

15.for (uint8_t i = 8; i < 16; ++i)

16.p[i-8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);

17.for (uint8_t i = 16; i < 24; ++i)

18.p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);

19.

20.}

21.

22.

23.void WS2812_Display_2( uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue,uint16_t num)

24.{

25.

26.uint8_t i;

27.uint32_t Color=(green << 16 | red << 8 | blue);// 将2 个8 位数据合并转化为32 位数据类型

28.

29.//指针偏移:需要跳过复位信号的N 个0

30.uint16_t* p = (RGB_buffur + Reste_Data) + (num * Led_Data_Len);

31.

32.for (i = 0; i < 24; ++i) // 对数组进行编辑

33.p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data : Low_Data);

34.

35.}

36.

37.

38.void WS2812_Number_4(uint32_t Color1,uint32_t Color2,uint32_t Color3,uint32_t Color4)

39.{

40.

41.uint16_t RGB_Buff_4[Reste_Data + 4 *WS2812_Data_Len] = { 0 };

42.uint16_t* p;

43.uint32_t Color;

44.

45.for( uint8_t k=0;k<4;k++)

46.{

47.switch (k) // 进行指针偏移

48.{

49.case 0: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) +(0 * Led_Data_Len),Color=Color1;break;

50.case 1: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) +(1 * Led_Data_Len),Color=Color2;break;

51.case 2: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) +(2 * Led_Data_Len),Color=Color3;break;

52.case 3: p= (RGB_Buff_4 + Reste_Data) +(3 * Led_Data_Len),Color=Color4;break;

53.default : ;break;

54.}

55.

56.for (uint8_t i = 0; i < 8; ++i) // 对数组进行编辑

57.{

58. for (uint8_t i = 0; i < 8; ++i)

59.p[i+8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);

60.for (uint8_t i = 8; i < 16; ++i)

61.p[i-8]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);

62.for (uint8_t i = 16; i < 24; ++i)

63.p[i]= (((Color << i) & 0X800000) ? Hight_Data :Low_Data);

64.}

65.

66.}

67.

68.HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(uint32_t *)RGB_Buff_4,(176));//启动DMA传输

69.

70.}

71.

72.//DMA传输完成回调函数

73.void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

74.{

75.HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim1,TIM_CHANNEL_1);

76.}

2.添加RGB.h 代码如下：

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1.#ifndef __RGB_H

2.#define __RGB_H

3.#include “main.h”

4.#define Hight_Data ( 64 ) //1码相对计数值

5. #define Low_Data ( 36 ) //0码相对计数值

6. #define Reste_Data ( 80 ) //80复位电平相对计数值

7.#define Led_Num ( 4 ) //WS2812灯个数

8.#define Led_Data_Len ( 24 )//WS2812数据长度，单个需要24个字节

9.#define WS2812_Data_Len (Led_Num * Led_Data_Len) //ws2812级联后需要的数组长度

10.

11.//uint16_t RGB_buffur[Reste_Data + WS2812_Data_Len] = { 0 }; //数据缓存数组

12.

13.

14.void WS2812_Display_1(uint32_t Color,uint16_t num);

15.void WS2812_Display_2( uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue,uint16_t num);

16.

17.void WS2812_Number_4(uint32_t Color1,uint32_t Color2,uint32_t Color3,uint32_t Color4);//封装好的四个灯函数，只需要分别输入四个灯的颜色即可

18.

19.

20.#endif

3.Main

首先引RGB.h头文件

再使用extern一下数组

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1.extern uint16_t RGB_buffur[Reste_Data +WS2812_Data_Len];

在while中添加周期的亮灯：

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1.WS2812_Number_4(0x180000,0x001800,0x000018,0);

2.HAL_Delay(500);

3.WS2812_Number_4(0,0x180000,0x001800,0x000018);

4.HAL_Delay(500);

5.WS2812_Number_4(0x000018,0,0x180000,0x001800);

6.HAL_Delay(500);

7.WS2812_Number_4(0x001800,0x000018,0,0x180000);

8.HAL_Delay(500);

【验证】

将ws2812 的DI 引脚接到PA8，VCC 与GND 接到开发板的电源上，将程序下载到开发板后，可以看到如期点亮了WB2812。