一、WS2812介紹

WS2812是一種廣泛使用的地址可控制的RGB LED模塊，其內置驅動電路和控制芯片，允許用戶通過單線信號控制多個LED的顏色和亮度。以下是WS2812模塊的一些主要特點和應用：

主要特點

單線控制: WS2812模塊通過單一數據線進行控制，簡化了連接線的復雜度。

地址可控: 每個WS2812 LED都有獨立的地址，這意味著你可以分別控制每個LED的顏色和亮度，適合制作動態效果。

多彩顯示: 支持全彩顯示，通常可以混合紅色、綠色和藍色三基色，產生多種顏色。

鏈式連接: 支持多顆WS2812 LED串聯，可以方便地擴展LED的數量，只需將下一顆LED的數據線連接到前一顆LED上。

高亮度和高密度: WS2812 LED具有較高的亮度，可以在較大面積上提供均勻的光效，適合室內外裝飾和顯示。

控制精度: 通常提供256級亮度（8位）和1670萬種顏色選擇，確保豐富的視覺效果。

主控制板上的WS2812部分如下圖：

原理圖

主控制板上WS2812模塊的接線圖如下：

可以看到一共有八個模塊級聯在一起，并且由PA12控制。

通信原理

WS2812的數據協議采用單線歸零碼的通訊方式，支持串行級聯接口，能通過一根信號線完成數據的接收與解碼。每個燈就是一個像素點，每個像素點的三基色顏色可實現256級亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示。

像素點在上電復位以后，DIN端接受從控制器傳輸過來的數據，首先送過來的24bit數據被第一個像素點提取后，送到像素點內部的數據鎖存器，剩余的數據經過內部整形處理電路整 形放大后通過DO端口開始轉發輸出給下一個級聯的像素點，每經過一個像素點的傳輸，信號減少24bit。像素點采用自動整形轉發技術，使得該像素點的級聯個數不受信號傳送的限制，僅受限信號傳輸速度要求。

控制方式

因為使用的是單總線，一根線完成一個燈要顯示的24位顏色數據，是通過高低電平的時間長度來確定發送的是什么數據。24位的數據結構見下圖。

其中G代表三色中的綠色，R代表三色中的紅色，B表示三色中的藍色。例如想要只顯示紅色則發送 0X00FF00即可。

控制時序

發送24位顏色數據，是通過高低電平的時間長度來確定發送的是0還是1。

發送一位數據0，需要總線拉高T0H的時間再拉低T0L的時間，WS2812才會自動識別該數據是0。

發送一位數據1，需要總線拉高T1H的時間再拉低T1L的時間，WS2812才會自動識別該數據是1。

二、驅動代碼編寫

WS2812的驅動方法有很多種，定時器＋DMA,SPI+DMA，軟件模擬等，我們這里選擇軟件模擬時序的方式來驅動。

首先初始化GPIO口，將PA12口配置為推挽輸出。注意CW32F030和CW32L012的時鐘配置區別。

void WS2812_Init(void)
{
        __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//開啟時鐘
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; 
        GPIO_InitStruct.IT=GPIO_IT_NONE;
        GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//推挽輸出
        GPIO_InitStruct.Pins=GPIO_PIN_12;
        GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
        GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStruct);

        RGB_Color_Init();//初始化所有燈
}

隨后根據時序的高低電平要求，先編寫一個ns延時，由于當前使用主頻為64mhz，可以算出一個機器指令所需時間大概為1/64=15ns，然后加上GPIO電平翻轉時間即可。

/**************************
400ns延時
**************************/
void delay_400ns(void)//409
{
        __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();//__nop();__nop();
}
/**************************
800ns延時
**************************/
void delay_800ns(void)//800
{
        __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
        __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
//        __nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();__nop();
//        __nop();__nop();
}

然后根據時序所需的高低電平時間編寫0，1指令

/**************************
發送1
**************************/
void RGB_Send1(void)
{
        RGB_H;
        delay_800ns();
        RGB_L;
        delay_400ns();
}
/**************************
發送0
**************************/
void RGB_Send0(void)
{
        RGB_H;
        delay_400ns();
        RGB_L;
        delay_800ns();
}

然后就可以向芯片發送指令了，一個顏色分為RGB三個色域，一個色域為8位，所以我們需要八位數據一起發送，編寫如下代碼：

/**************************
發送顏色數據，高位先行
**************************/
void RGB_send_Data(uint8_t Data)
{
        uint8_t i;
        for(i=0;i

	

	這樣就可以向芯片發送指定的顏色數據啦，最后在封裝一下，我們想要的要求是指定某個燈亮某種顏色，或者指定某個燈熄滅，不能影響到其他燈，所以我們定義一個數組來裝下所有燈的顏色數據，到時候只需要改變數組中固定位置的值就可以直接改變顏色了，代碼如下：

	
/**************************
顯示顏色
n：第幾個燈
R：紅色
G：綠色
B：藍色
**************************/
void Send_RGB(uint8_t n,uint8_t R,uint8_t G,uint8_t B)
{
        uint8_t i;
        RGB_Data[3*n-3]=G;
        RGB_Data[3*n-2]=R;
        RGB_Data[3*n-1]=B;
        for(i=0;i

	

	最后在main函數編寫如下代碼（OLED顯示代碼不在此處列出）

	
int main(void)
{
        OLED_Init();//初始化
        OLED_ShowString(1,1,"Hello");//OLED顯示字符串
        WS2812_Init();
        while(1)
        {
                Send_RGB(1,255,0,0);//255,0,0對應紅色
                Delay_ms(500);
                Send_RGB(1,0,255,0);//255,0,0對應綠色
                Delay_ms(500);
                Send_RGB(1,0,0,255);//255,0,0對應藍色
                Delay_ms(500);
        }
}

	

	三、工作現象

	在燒寫代碼之后，我們可以觀察到以下現象，OLED第一行第一列顯示HELLO，第一個RGB燈每隔500ms轉換一次顏色，在紅綠藍三色之間反復切換。