NRF52840学习历程(十一)幻彩RGB灯之WS2812B

时间在2021年2月6日,寒假放假在家好好学一学nRF52840

 

今天还在感冒，休息一波

 

开发板:初雪的100出头那块 NRF52840 EVAL KIT

下载工具:JINLK V11(最好是JLINK V9以上 也有人用JLINK OB也行,其他的下载器诸如STLINK,DAP不建议用)

版本号: KEIL5编程环境,CMSIS为5.3.0, NRF52840的CMSIS为8.35.0

参考资料: NRF52840-Eval-Kit-Schematic.pdf(原理图)

nRF5_SDK_17.0.2_d674dde(官方例程)

nRF5_SDK_17.0.0_offline_doc(官方文档)

nRF52840_PS_v1.1.pdf(官方数据手册)

ws2812b数据手册

 

代码太长, 先放效果图

 

 

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已用IO

0.96OLED / 1.29彩色OLED

D0(CLK) -> 12

D1(SDA) -> 23

RES     -> 7

DC      -> 21

CS      -> 19

 

按键

KEY0 ->11

KEY1 ->24

KEY2 ->20

KEY3->17

 

LED

LED0 ->13

LED1->14

LED2->32+9=41

LED3->16

 

串口

TX ->6

RX ->8

 

ADC

光敏 -> 5

摇杆X -> 28

摇杆Y -> 29

 

IIC_0.96OLED

SDA -> 32

SCL -> 22

 

还没用到(空闲)

P0.0 1 2 3 9 10 15 26 27 30 31

P1.1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15

 

添加WS2812B 幻彩RGB

WS2812B -> 25

 

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先介绍下WS2812B

时序

可以看出,

1码时需要高电平时间为800ns左右

0码 需要400ns左右

 

传输流程是, 第一个灯吃掉24位数据之后,再把剩下的数据(已经少了24个数据了)原封不动的传到下一个灯

 

24位数据为 G R B 排列 ,其中B是最低8位

传输是高位先行(就是先传最高位,再传次高位)

数据手册推荐电路图

 

工作频率是 800Khz ( 就是它的周期,1.25u 要传输一Bit位,跟上面的0,1码相符合)

 

工作电压是3.3V~5.0V都行,我这边测试过3.3V是正常的, 5V更不用说了, 超过5.3V可能就烧,所以别用超过5.3V电源, 可以用5V电压,建议串一个大功率的(比如3A的)肖特基二极管,确保电压低于5V

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下面直接代码

全局变量

static nrf_pwm_values_common_t ws2812b[24*64]={0,0,0}; //序列1数组

PWM初始化

void MY_PWM_INIT_04(void)
{
	nrfx_pwm_config_t  p_config; //定义结构体
	p_config.base_clock = NRF_PWM_CLK_8MHz ; // PWM基本时钟:8M
	p_config.count_mode = NRF_PWM_MODE_UP  ; //计数模式: 向上计数
	p_config.irq_priority = _PRIO_APP_HIGH ; //中断优先级
	p_config.load_mode =  NRF_PWM_LOAD_COMMON; // 加载模式: 公用模式

	p_config.output_pins[0] = 25; //PWM通道0的引脚输出绑定
	p_config.output_pins[1] = NRF_DRV_PWM_PIN_NOT_USED; 
	p_config.output_pins[2] = NRF_DRV_PWM_PIN_NOT_USED; 
	p_config.output_pins[3] = NRF_DRV_PWM_PIN_NOT_USED;	//不使用
	p_config.step_mode = NRF_PWM_STEP_AUTO ;// 重复计数输出
	p_config.top_value = 10;//脉冲计数的顶点值 8MHz/10=800Khz  
		
	// 使用         PWM控制器0， 初始化内容写入寄存器, 事件中断函数
	nrf_drv_pwm_init(&my_pwm0,&p_config,NULL);
	
//	ws2812b = 8; //大概250ns
//	ws2812b = 3; //大概812ns

	p_sequence0.end_delay = 0 ; 
	p_sequence0.length = NRF_PWM_VALUES_LENGTH(ws2812b) ; // 序列长度
	p_sequence0.repeats =  0 ;  
	p_sequence0.values.p_common = ws2812b;
//	p_sequence0.values.p_common = &ws2812b;
	
//	// 单序列输出PWM   使用PWM0 ,把序列1内容写入结构体,播放次数,播完继续播
//	nrf_drv_pwm_simple_playback(&my_pwm0, &p_sequence0,1,NRF_DRV_PWM_FLAG_LOOP);

}

 

主函数

	
//	MY_PWM_INIT();
//	MY_PWM_INIT_02();
//	MY_PWM_INIT_03();
	
	nrf_gpio_cfg_output(25);
	nrf_gpio_pin_clear(25);
	
	MY_PWM_INIT_04();
	uint32_t ws2812_buf[64]=
//{0};
// B        G      R
{0xff,0,0xff00,0,0xff0000,0,0,0xffffff,
0,0xffffff,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0xff33,0xff00,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0xffffff,0,
0,0xff0000,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0xffffff,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0	
	};
	int i = 0,j=0;
	for(j =0; j<64; j++)
	{
		for(i =0; i< 24 ; i++)
		{
			if(ws2812_buf[j] & (0x800000>>i))
				ws2812b[(j*24)+i] = 3; // 800ns高电平 1码(他PWM高低电平是相反的)
			else
				ws2812b[(j*24)+i] = 7; // 400ns高电平 0码
		}
	}
	
	// 就播放一次, 播放完收工
	nrf_drv_pwm_simple_playback(&my_pwm0, &p_sequence0,1,NRF_DRV_PWM_FLAG_STOP);

其他都没怎么动了

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代码讲解

定义RAM数组, 为64个WS2812灯, 又每个灯需要24位数据, 所以有24*64个

后面的{0,0,0}是让数据上电时为0

 

1. 使用8M时钟, 因为WS2812B的速率为800Khz, 所以要分出来800K, 拿8M /10就很好的分出来800Khz
2. 模式为公用模式,这个是非常容易拿数组序列驱动,其他模式的数组不是一维数组,而是二维数组,因此非常不方便

 

1. 引脚为25输出, 注意, 没有用

p_config.output_pins[0] = 25 |NRF_DRV_PWM_PIN_INVERTED;

是因为NRF_DRV_PWM_PIN_INVERTED 在停止之后是为高电平的, 所以不需要他

1. 计数最大值为10, 这样就可以分出来800K了

 

这三个注释是我抓取数据用的, 只是测试用, 后面修改了具体数值了

其中

ws2812b = 8 他反而输出了大概250ns

ws2812b = 3; //大概812ns

可以得出, PWM输出的极性跟我们日常的是相反的

随便定义了64个灯的颜色

• 因为WS2812是高位先行的,所以用先传高位, 那么我就用 RGB的数据 按位与 (2^24 >> i)即可
• 当数据为1时,那么就是1码,输出800ns高电平即可,注意是 纳秒(ns)

• 同理 数据为0时, 输出0码, 为400ns高电平, 之前是8的,但输出不稳定,改为7变为400ns就稳定了

 

之后就是播放序列即可, 注意是播放1次, 播放完毕之后就停止了

 

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提取码：chpo

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