WS2812E是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同，每个 元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路，还包含有高精度的内部 振荡器和可编程定电流控制部分，有效保证了像素点光的颜色高度一致。
一、模块来源
二、规格参数
工作电压：3.7-5.3V
工作电流：16MA
控制方式：单总线
管脚数量：4 Pin（2.54mm间距排针）
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至MSPM0G3507开发板上【能够实现设置彩灯颜色的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。
1、查看资料
WS2812的数据协议采用单线归零码的通讯方式，支持串行级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码。每个灯就是一个像素点，每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216种颜色的全真色彩显示。
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，仅受限信号传输速度要求。
控制方式
因为使用的是单总线，一根线完成一个灯要显示的24位颜色数据，是通过高低电平的时间长度来确定发送的是什么数据。24位的数据结构见下图。
其中G代表三色中的绿色，R代表三色中的红色，B表示三色中的蓝色。例如想要只显示红色则发送 0X00FF00即可。
控制时序
发送24位颜色数据，是通过高低电平的时间长度来确定发送的是0还是1。
发送一位数据0，需要总线拉高T0H的时间再拉低T0L的时间，WS2812才会自动识别该数据是0。
发送一位数据1，需要总线拉高T1H的时间再拉低T1L的时间，WS2812才会自动识别该数据是1
WS2812的控制时序是如此的短暂，有各种各样的干扰稍不注意时序就会乱掉，我们应该用什么样的硬件去帮我们实现控制呢？
我们接下来使用SPI的硬件进行时序控制，我们只需要使用MOSI这个引脚即可。
2、引脚选择
| GND | GND |
| DIN | PB8 |
| VCC | 5V0 |
| GND | GND |
接下来我们配置 SYSCONFIG
- 双击 empty.syscfg 文件，打开它。
- 点击 ADD 添加
- 配置SPI
Ctrl + S保存配置文件然后点击编译（可能会报错，我们不用管！）
- 然后我们所有设定的引脚和功能就会在 ti_msp_dl_config.h 中定义。因为这个文件我们包含进了 board.h 所以我们只需要引用 board.h 即可。【这里的 board.h 就充当了芯片头文件的作用】
3、代码编写
我们在 BSP文件夹 中新建inc和src文件夹，新建两个文件 bsp_ws2812.c 和 bsp_ws2812.h，并且将头文件路径添加到编译器中。
在文件bsp_ws2812.c中，编写如下代码。
c
/*
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*/
#include "bsp_ws2812.h"
#include "board.h"
#define WS2812_0_CODE 0xC0 // 0码
#define WS2812_1_CODE 0xFC // 1码
#define WS2812_RESET_CODE 0x00 // 复位码
static uint8_t LedsArray[WS2812_MAX * 3]; // 定义颜色数据存储数组
static uint32_t ledsCount = WS2812_NUMBERS; // 定义实际彩灯默认个数
static uint32_t nbLedsBytes = WS2812_NUMBERS*3; // 定义实际彩灯颜色数据个数
/******************************************************************
* 函 数 名 称：WS2812_WriteData
* 函 数 说 明：向WS2812写入len长度的字节
* 函 数 形 参：send_buff数据地址 len字节长度
* 函 数 返 回：0成功 -1失败
* 作 者：LCKFB
* 备 注：1码的时序 = 高电平580ns~1us 再低电平220ns~420ns
* 0码的时序 = 高电平220ns~380ns 再低电平580ns~1us
******************************************************************/
static int WS2812_WriteData(uint8_t *send_buff, uint32_t len)
{
int i, j;
//发送1码
DL_SPI_transmitData8(SPI_WS2812_INST, WS2812_BLACK);
//等待SPI总线空闲
while(DL_SPI_isBusy(SPI_WS2812_INST));
for (i = 0, j = 1; i < len; i++)
{
for (int bit = 0; bit < 8; bit++)
{
if (send_buff[i] & (0x80 >> bit)) // 当前位为1
{
//发送1码
DL_SPI_transmitData8(SPI_WS2812_INST, WS2812_1_CODE);
//等待SPI总线空闲
while(DL_SPI_isBusy(SPI_WS2812_INST));
}
else // 当前位为0
{
//发送0码
DL_SPI_transmitData8(SPI_WS2812_INST, WS2812_0_CODE);
//等待SPI总线空闲
while(DL_SPI_isBusy(SPI_WS2812_INST));
}
}
}
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：WS2812_RESET
* 函 数 说 明：复位ws2812
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：0成功 -1失败
* 作 者：LCKFB
* 备 注：低电平280us以上
******************************************************************/
int WS2812_RESET(void)
{
for(int i = 0; i < 20; i++)
{
//发送复位码
DL_SPI_transmitData8(SPI_WS2812_INST, WS2812_RESET_CODE);
//等待SPI总线空闲
while(DL_SPI_isBusy(SPI_WS2812_INST));
}
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：WS2812_Set_Color
* 函 数 说 明：设置彩灯颜色
* 函 数 形 参：LED_NUM控制的第几个灯 Color颜色数据
* 函 数 返 回：0成功 -1失败
* 作 者：LCKFB
* 备 注：
******************************************************************/
int WS2812_Set_Color(uint8_t LED_NUM, uint64_t Color)
{
if( LED_NUM >= ledsCount )
{
return -1; //to avoid overflow
}
LedsArray[LED_NUM * 3] = 0;
LedsArray[LED_NUM * 3 + 1] = 0;
LedsArray[LED_NUM * 3 + 2] = 0;
LedsArray[LED_NUM * 3] = (Color>>8) & 0xff;
LedsArray[LED_NUM * 3 + 1] = (Color>>16) & 0xff;
LedsArray[LED_NUM * 3 + 2] = (Color>>0) & 0xff;
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：WS2812_Send_Array
* 函 数 说 明：发送彩灯数据
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：0成功 -1失败
* 作 者：LCKFB
* 备 注：
******************************************************************/
int WS2812_Send_Array(void)
{
WS2812_RESET();
delay_ms(10);
int ret = WS2812_WriteData(LedsArray, nbLedsBytes);
if(ret != 0)
{
return -1;
}
return 0;
}在文件bsp_ws2812.h中，编写如下代码。
c
/*
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*/
#ifndef __BSP_WS2812_H__
#define __BSP_WS2812_H__
#include "board.h"
#define WS2812_MAX 8 // 彩灯最大个数
#define WS2812_NUMBERS 8 // 彩灯个数
#define WS2812_RED 0xff0000 // 红色
#define WS2812_GREEN 0x00ff00 // 绿色
#define WS2812_BLUE 0x0000ff // 蓝色
#define WS2812_BLACK 0x000000 // 熄灭
#define WS2812_WHITE 0xffffff // 白色
int WS2812_RESET(void);
int WS2812_Set_Color(uint8_t LED_NUM, uint64_t Color); // 设置彩灯颜色
int WS2812_Send_Array(void); // 发送彩灯数据
#endif四、移植验证
在empty.c中输入代码如下:
c
#include "ti_msp_dl_config.h"
#include "board.h"
#include "bsp_ws2812.h"
int main(void)
{
int i;
int while_count = 1;
uint32_t buff[4] = {WS2812_RED, WS2812_GREEN, WS2812_BLUE, WS2812_WHITE};
SYSCFG_DL_init();
lc_printf("\nWS2812 Demo Start.....\r\n");
for (i = 0; i < 4; i++)
{
WS2812_Set_Color(0, buff[i]);
WS2812_Set_Color(1, buff[i]);
WS2812_Set_Color(2, buff[i]);
WS2812_Set_Color(3, buff[i]);
WS2812_Set_Color(4, buff[i]);
WS2812_Set_Color(5, buff[i]);
WS2812_Set_Color(6, buff[i]);
WS2812_Set_Color(7, buff[i]);
WS2812_Send_Array(); // 立即发送更新
delay_ms(1000);
}
delay_ms(1000);
i = 0;
while(1)
{
WS2812_Set_Color((i + 0) % 8, buff[0]);
WS2812_Set_Color((i + 1) % 8, buff[1]);
WS2812_Set_Color((i + 2) % 8, buff[2]);
WS2812_Set_Color((i + 3) % 8, buff[3]);
WS2812_Send_Array(); // 发送更新
// 清除其他LED
WS2812_Set_Color((i + 4) % 8, WS2812_BLACK);
WS2812_Set_Color((i + 5) % 8, WS2812_BLACK);
WS2812_Set_Color((i + 6) % 8, WS2812_BLACK);
WS2812_Set_Color((i + 7) % 8, WS2812_BLACK);
WS2812_Send_Array(); // 发送更新
i++;
while_count++;
delay_ms(200);
// 清除
if(while_count >= 100)
{
while_count = 1;
i = 0;
}
}
}【代码下载】
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