stm32f103c8t6 怎么驱动 ws2812

### STM32F103C8T6 驱动 WS2812 的实现方法 STM32F103C8T6 微控制器可以通过多种方式驱动 WS2812 灯带或像素，常见的有基于定时器 PWM 和 DMA 的组合方案。以下是详细的实现过程。 #### 1. 硬件连接 WS2812 的 DIN 引脚用于接收数据信号，通常将其连接到 STM32 的 GPIO 引脚。根据不同的实现方式，可以选择 PA7 或 PA8 进行连接[^1]。 | **引脚名称** | **STM32 引脚** | **WS2812 引脚** | |--------------|-----------------|-------------------| | 数据输入 | PA7 / PA8 | DIN | 确保硬件连接正确，并为 WS2812 提供稳定的 5V 电源供应。 --- #### 2. 软件配置 ##### 2.1 定时器初始化 为了生成符合 WS2812 协议的信号，需要配置一个定时器以产生精确的脉冲宽度。以下是以 TIM2 为例的初始化代码： ```c void MX_TIM2_Init(void) { TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0}; TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; htim2.Instance = TIM2; htim2.Init.Prescaler = 79; // 假设系统时钟为 80 MHz，则分频后得到 1 μs 时间单位 htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim2.Init.Period = 64; // 设置自动重装载值为 64，对应单个位时间长度 htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_Base_Init(&htim2); sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL; HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig); sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET; sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig); } ``` ##### 2.2 DMA 初始化 DMA 通道负责将数据从内存搬运到定时器的捕获/比较寄存器 (CCR)，从而动态调整占空比以满足 WS2812 的协议需求。 ```c void MX_DMA_Init(void) { hdma_tim2_ch1.Instance = DMA1_Channel1; hdma_tim2_ch1.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH; hdma_tim2_ch1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; hdma_tim2_ch1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; hdma_tim2_ch1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD; hdma_tim2_ch1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE; hdma_tim2_ch1.Init.Mode = DMA_NORMAL; hdma_tim2_ch1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH; HAL_DMA_Init(&hdma_tim2_ch1); __HAL_LINKDMA(&htim2, hdma[TIM_DMA_ID_CC1], hdma_tim2_ch1); } ``` --- #### 3. 数据处理与发送 WS2812 使用一种特定的单线通信协议，其中每一位由高低电平的不同持续时间表示。逻辑 `1` 对应较长的高电平（约 1.2 μs），而逻辑 `0` 则较短（约 0.5 μs）。因此，需要预先准备好要发送的数据缓冲区。 ```c #define NUM_LEDS 64 // 假设有 64 个 LED uint8_t led_data[NUM_LEDS * 3]; // 每个像素占用 3 字节 (R, G, B) // 准备数据缓冲区 void prepare_led_data(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue) { for(int i = 0; i < NUM_LEDS; ++i){ led_data[i * 3 + 0] = green; // WS2812 协议规定绿色先传 led_data[i * 3 + 1] = red; // 红色次之 led_data[i * 3 + 2] = blue; // 最后蓝色 } } // 发送数据 void send_ws2812_data() { uint16_t buffer_size = NUM_LEDS * 24; // 总共需要发送的比特数 uint16_t dma_buffer[buffer_size]; for(int i = 0; i < NUM_LEDS * 3; ++i){ uint8_t byte = led_data[i]; for(int j = 0; j < 8; ++j){ int bit_index = (i * 8) + j; if(byte & (1 << (7-j))){ dma_buffer[bit_index] = 40; // '1' -> T_high = ~1.2 us } else { dma_buffer[bit_index] = 16; // '0' -> T_low = ~0.5 us } } } HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim2, TIM_CHANNEL_1, (uint32_t*)dma_buffer, buffer_size); } ``` --- #### 4. 流水灯效果实现 通过不断更新 `led_data` 缓冲区的内容，可以实现流水灯效果。例如，让三个亮起的 LED 不断移动： ```c void update_flowing_lights(int position) { memset(led_data, 0, sizeof(led_data)); // 清除所有 LED for(int i = 0; i < 3 && (position + i) < NUM_LEDS; ++i){ int index = (position + i) % NUM_LEDS; led_data[index * 3 + 0] = 0xFF; // Green led_data[index * 3 + 1] = 0x00; // Red led_data[index * 3 + 2] = 0x00; // Blue } } ``` 在主循环中调用该函数即可实现动态效果。 --- ###