輝芒微61E143 如何控制ws2812B燈珠，求大佬幫忙

ID:1142265 · 發(fā)表于 2025-4-7 17:20

最近遇到了一個(gè)棘手的問(wèn)題，那就是ws2812B燈珠的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。
我使用的是輝芒微的FT61E143的單片機(jī)，主頻是16Mhz  2T的指令周期，一條命令執(zhí)行下來(lái)差不多 125ns左右。
想用它來(lái)驅(qū)動(dòng)ws2812B 3528-BT00燈珠，能驅(qū)動(dòng)，但是顏色不對(duì)，也無(wú)法關(guān)閉，很奇怪。
下面是我的代碼

#include "SYSCFG.h"

#define WS2812_PIN PB4 // WS2812 信號(hào)引腳
#define LED_NUM 8       // WS2812 顆數(shù)

unsigned char LED_DATA[LED_NUM * 3]; // WS2812 RGB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

// **精準(zhǔn)延時(shí)**
void delay_us(unsigned char us) {
while (us--) {
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
}
}
// **精準(zhǔn)延時(shí)**
void delay_ns(unsigned char ns) {
unsigned char i;
for(i=0;i<(ns/62);i++){
NOP();
}
}

// **發(fā)送單個(gè) bit**
void ws2812_send_bit(unsigned char bit_1) {
if (bit_1) {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 1
      //delay_us(1);  // 高電平 0.7us
      delay_ns(595);
      //NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();
      WS2812_PIN = 0;
      //NOP();NOP();NOP();
      delay_ns(295);
} else {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 0
      //NOP();NOP();NOP();
      delay_ns(292);
      WS2812_PIN = 0;
      delay_ns(595);
      //NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();
}
}

// **發(fā)送一個(gè)字節(jié)**
void ws2812_send_byte(unsigned char byte) {
for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) {
      ws2812_send_bit(byte & (0x80>>i));
}
}

// **發(fā)送整個(gè) LED 數(shù)組**
void ws2812_send_data() {
for (unsigned int i = 0; i < LED_NUM * 3; i++) {
      ws2812_send_byte(LED_DATA[i]);
}
delay_us(100); // 復(fù)位信號(hào) >50μs
}

void POWER_INITIAL() {
OSCCON = 0B01110001; // 16MHz 時(shí)鐘
INTCON = 0;       // 關(guān)閉所有中斷
PORTB = 0B00000000;
TRISB = 0B00000000;
ANSELA = 0B00000000; // 數(shù)字引腳
}

void main() {
POWER_INITIAL();

// 設(shè)置 LED 顏色（紅、綠、藍(lán)）
LED_DATA[0] = 0x00; // 紅色最大亮度
LED_DATA[1] = 0x00; // 綠色
LED_DATA[2] = 0x00; // 藍(lán)色
LED_DATA[3] = 0xFF;
while (1) {
delay_us(100);
      ws2812_send_data(); // 發(fā)送 WS2812 數(shù)據(jù)
      delay_us(500000); // 500ms 間隔
}
}

ID:192020 · 發(fā)表于 2025-4-7 18:26

有用邏輯分析儀或者示波器看過(guò)波形嗎？估計(jì)就是時(shí)序不對(duì)，有for有移位，這些指令也得算進(jìn)去的，用這單片機(jī)驅(qū)動(dòng)有點(diǎn)勉強(qiáng)。要不用匯編，要不就極限優(yōu)化下代碼

ID:1093493 · 發(fā)表于 2025-4-8 08:09

#include "SYSCFG.h"
/*************************************************
功能說(shuō)明:點(diǎn)亮RGB燈不同顏色閃爍
*************************************************/
#define PIN RA7//  RGB燈
#define  LED_DIRECTION TRISA7
#define  unchar    unsigned char
#define  unint    unsigned int
#define  unlong    unsigned long
#define NUM 12 //燈的個(gè)數(shù)（最大73個(gè)）

typedef struct {
unsigned char r;
unsigned char b;
unsigned char g;
} ws2812_ptr;

ws2812_ptr       led;
/*----------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：DelayUs
* 功能：短延時(shí)函數(shù) --16M-2T--大概快1%左右.
* 輸入?yún)?shù)：Time 延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度延時(shí)時(shí)長(zhǎng)Time Us
* 返回參數(shù)：無(wú)
----------------------------------------------------*/
void DelayUs(unsigned char Time)
{
unsigned char a;
for(a=0;a<Time;a++)
{
NOP();
}
}
/*----------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：DelayMs
* 功能：短延時(shí)函數(shù)
* 輸入?yún)?shù)：Time 延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度延時(shí)時(shí)長(zhǎng)Time ms
* 返回參數(shù)：無(wú)
----------------------------------------------------*/
void DelayMs(unsigned char Time)
{
unsigned char a,b;
for(a=0;a<Time;a++)
{
for(b=0;b<5;b++)
{
     DelayUs(197); //快1%
}
}
}
/*----------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：DelayS
* 功能：短延時(shí)函數(shù)
* 輸入?yún)?shù)：Time 延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度延時(shí)時(shí)長(zhǎng)Time S
* 返回參數(shù)：無(wú)
----------------------------------------------------*/
void DelayS(unsigned char Time)
{
unsigned char a,b;
for(a=0;a<Time;a++)
{
for(b=0;b<10;b++)
{
     DelayMs(100);
}
}
}
unsigned long int bitflip(unsigned char b);

// transmit the ws2812 led
void ws2812_send(ws2812_ptr* led)
{
int j;
long int val;
// the WS2812 wants bits in the order of:
// GGGGGGGGRRRRRRRRBBBBBBBB
// but I want to work in the opposite order. so i'm going to flip
// the bits around and do some shifting so my order is
// BBBBBBBBRRRRRRRRGGGGGGGG
// with the most significant bit on the far right. so the RGB value
// of 128 64 32, which normally would be:
// R : 0b10000000
// G : 0b01000000
// B : 0b00100000
// will become:
// BBBBBBBBRRRRRRRRGGGGGGGG
// 000001000000000100000010
val = (bitflip(led->b) << 16) + (bitflip(led->r) << 8) + (bitflip(led->g));

// now begin shifting them over one at a time    //每次移動(dòng)一個(gè)
for(j = 0; j < 24; j++)
{
      // depending on if the currently viewed bit is 1 or 0
      // the pin will stay high for different times

      if (val & 1 == 1)
      {
         // if it is a 1, let it stay higher a bit longer
         PIN = 1;
         NOP();
         NOP();
         PIN = 0;
NOP();


      }

      else

      {
         // but a 0 should go high and then low as fast as possible
         PIN = 1;
NOP();

         PIN = 0;
NOP();
NOP();
      }

      // and then right shift to get the next bit
      val = val >> (unsigned char)1;
}
}

// reverse the bits in a char
unsigned long int bitflip(unsigned char b)
{
b = (b & 0xF0) >> 4 | (b & 0x0F) << 4;
b = (b & 0xCC) >> 2 | (b & 0x33) << 2;
b = (b & 0xAA) >> 1 | (b & 0x55) << 1;
return (unsigned long int)b;
}
/*-------------------------------------------------
* 函數(shù)名稱：WDT_INITIAL
* 功能：    初始化設(shè)置看門(mén)狗1S時(shí)間復(fù)位
* 相關(guān)寄存器：
* 1、INTCON
* 2、OPTION
* 3、WDTCON
-------------------------------------------------*/
void WDT_INITIAL (void)
{
CLRWDT();    //清看門(mén)狗
PSA=1;      //時(shí)鐘分頻分給WDT
WDTCON = 0B00010100; //WDTPS=1010=1:32768,PS=000=1:1
//定時(shí)時(shí)間=(32768*1)/32000=1024ms
}
/*-------------------------------------------------
*  函數(shù)名：initMcu
* 功能：  上電系統(tǒng)初始化
*  輸入：  無(wú)
*  輸出：  無(wú)
--------------------------------------------------*/
void initMcu (void)
{
OSCCON = 0B01110001; //WDT 32KHZ IRCF=111=16MHZ/2=8MHZ,0.125US/T
     //Bit0=1,系統(tǒng)時(shí)鐘為內(nèi)部振蕩器
     //Bit0=0,時(shí)鐘源由FOSC<2：0>決定即編譯選項(xiàng)時(shí)選擇

INTCON = 0;    // 暫禁止所有中斷
LED_DIRECTION = 0;
}

/*-------------------------------------------------
*  函數(shù)名: main
* 功能：  主函數(shù)
*  輸入：  無(wú)
*  輸出：  無(wú)
--------------------------------------------------*/
void main()
{
unsigned char cnt=0,i,frame =0;i;
initMcu(); //系統(tǒng)初始化
//WDT_INITIAL();

led.r = 0;
led.g = 255;
led.b = 255;
while(1)
{
if(frame == 0)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 0;
led.g = 255;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 1)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 0;
led.g = 255;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 2)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 3)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 0;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 4)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 5)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 6)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<cnt)
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
else if(frame == 7)
{
for(i=0;i<NUM;i++)
{
if(i<(NUM-cnt))
{
led.r = 255;
led.g = 0;
led.b = 255;
}
else
{
led.r = 0;
led.g = 0;
led.b = 0;
}

ws2812_send(&led);
}
DelayMs(60);
}
if(cnt<NUM)
cnt++;
else
{
cnt = 0;
if(frame<7)
frame++;
else
frame =0;
}

}
}

ID:1093493 · 發(fā)表于 2025-4-8 09:22

發(fā)你份出自輝忙群的代碼

ID:341045 · 發(fā)表于 2025-4-8 09:54

用匯編寫(xiě)，極限優(yōu)化可以。WS2812最低時(shí)序220--380nS，極限優(yōu)化剛好可3T*125=375nS完成電平變換，要點(diǎn)是不用循環(huán)，硬寫(xiě)24位色，循環(huán)移動(dòng)數(shù)據(jù)要在長(zhǎng)電平時(shí)間段完成

ID:18297 · 發(fā)表于 2025-4-8 10:51

你的這個(gè)時(shí)序不對(duì)。delay延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)了。使用匯編輸出控制，我完成過(guò)這個(gè)WS3812的控制程序。

ID:1146851 · 發(fā)表于 2025-4-8 13:49

要依據(jù) WS2812B 的數(shù)據(jù)手冊(cè)，對(duì)高低電平的延時(shí)時(shí)間進(jìn)行精確調(diào)整。一般而言，發(fā)送邏輯 1 時(shí)，高電平持續(xù)時(shí)間約為 0.7µs，低電平持續(xù)時(shí)間約為 0.35µs；發(fā)送邏輯 0 時(shí)，高電平持續(xù)時(shí)間約為 0.35µs，低電平持續(xù)時(shí)間約為 0.7µs。WS2812B 燈珠的數(shù)據(jù)傳輸先測(cè)試能否正確點(diǎn)亮單色

ID:1142265 · 發(fā)表于 2025-4-8 16:03

我不會(huì)寫(xiě)匯編，今天用邏輯分析儀抓了一下波形，一個(gè)nop要300-400ns去了時(shí)間也不是很準(zhǔn)，然后執(zhí)行一條RA5=1 ;這樣的代碼，要花100ns，如果執(zhí)行while循環(huán)體要400ns左右的時(shí)間，for循環(huán)體是400ns-1.2us的時(shí)間。想換個(gè)高頻的芯片寫(xiě)，但是老板說(shuō)市面上的人都是用這個(gè)芯片跑ws2812的，一定可以跑通的。很糾結(jié)

ID:4867 · 發(fā)表于 2025-4-8 22:35

// **精準(zhǔn)延時(shí)**
void delay_us(unsigned char us) {
while (us--) {
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
}
}

// **發(fā)送單個(gè) bit**
void ws2812_send_bit(unsigned char bit_1) {
if (bit_1) {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 1
      delay_us(1);
      WS2812_PIN = 0;
} else {
      WS2812_PIN = 1; // 發(fā)送 0
      WS2812_PIN = 0;
}
}

// **發(fā)送一個(gè)字節(jié)**
void ws2812_send_byte(unsigned char byte) {
for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) {
      ws2812_send_bit(byte & (0x80>>i));
}
}

// 復(fù)位信號(hào)，用于刷新顯示
void reset_ws2812b(void) {
WS2812B_PIN = 0;
delay_us(50);  // 低電平持續(xù)時(shí)間大于 280us
}

// **發(fā)送整個(gè) LED 數(shù)組**
void ws2812_send_data() {
for (unsigned int i = 0; i < LED_NUM * 3; i++) {
      ws2812_send_byte(LED_DATA[i]);
}
reset_ws2812b(); // 復(fù)位信號(hào) >50μs
}

ID:192020 · 發(fā)表于 2025-4-9 18:14

不用循環(huán)，用位bit變量，只用if來(lái)硬寫(xiě)24次賦值，估計(jì)還是可以夠用的

ID:1088185 · 發(fā)表于 2025-4-10 21:40

最近才幫客人解決同樣的問(wèn)題，他還需要同時(shí)接收數(shù)據(jù)，我給的第一條意見(jiàn)就是換MCU。

ID:1088185 · 發(fā)表于 2025-4-10 21:47

lzts88 發(fā)表于 2025-4-8 09:54
用匯編寫(xiě)，極限優(yōu)化可以。WS2812最低時(shí)序220--380nS，極限優(yōu)化剛好可3T*125=375nS完成電平變換，要點(diǎn)是不用 ...

24位只是一顆燈，你還要再加個(gè)判斷下一個(gè)燈的數(shù)據(jù)完沒(méi)完，再加下一數(shù)據(jù)加載，再來(lái)一個(gè)判斷是否最后一數(shù)據(jù)

ID:285258 · 發(fā)表于 2025-4-11 16:48

gods701_LUO 發(fā)表于 2025-4-8 16:03
我不會(huì)寫(xiě)匯編，今天用邏輯分析儀抓了一下波形，一個(gè)nop要300-400ns去了時(shí)間也不是很準(zhǔn)，然后執(zhí)行一條RA5=1 ...

任何單片機(jī)都可以跑ws2812，看燈珠數(shù)量，串聯(lián)的燈珠數(shù)量越多每次刷新獨(dú)霸cpu的時(shí)間就越長(zhǎng)。

ID:1113066 · 發(fā)表于 2025-4-11 17:40

您好，我這邊是ws2812的原廠家，你寫(xiě)的時(shí)序不對(duì)，可以聯(lián)系我，發(fā)一份示例程序給你。

ID:341045 · 發(fā)表于 2025-4-11 20:49

1600277881 發(fā)表于 2025-4-10 21:47
24位只是一顆燈，你還要再加個(gè)判斷下一個(gè)燈的數(shù)據(jù)完沒(méi)完，再加下一數(shù)據(jù)加載，再來(lái)一個(gè)判斷是否最后一 ...

時(shí)序只是對(duì)應(yīng)一個(gè)燈，下一個(gè)燈的延時(shí)不影響

ID:341045 · 發(fā)表于 2025-4-11 20:52

1600277881 發(fā)表于 2025-4-10 21:40
最近才幫客人解決同樣的問(wèn)題，他還需要同時(shí)接收數(shù)據(jù)，我給的第一條意見(jiàn)就是換MCU。

用匯編就可以

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-12 13:07

gods701_LUO 發(fā)表于 2025-4-8 16:03
我不會(huì)寫(xiě)匯編，今天用邏輯分析儀抓了一下波形，一個(gè)nop要300-400ns去了時(shí)間也不是很準(zhǔn)，然后執(zhí)行一條RA5=1 ...

不需要匯編
設(shè)定好之后,一個(gè)NOP就應(yīng)該是對(duì)應(yīng)的125uS,如果是300uS,那就是你代碼或者配置的問(wèn)題
這種單片機(jī)隨便寫(xiě)2812的,不管多少個(gè)燈
寫(xiě)入的時(shí)候是要關(guān)閉所有中斷的,不然顏色很容易出錯(cuò)
如果程序需要高的效率,肯定是不能一下子寫(xiě)完所有的燈,燈多的話,可能會(huì)卡個(gè)幾十mS的,這肯定是不行的
你可以把代碼邏輯優(yōu)化一下,每5mS寫(xiě)一個(gè)燈,然后去執(zhí)行一下主程序的其它代碼,下一個(gè)5mS再寫(xiě)第二個(gè)燈,這樣下來(lái),100個(gè)燈的用時(shí)會(huì)用到500mS,整體效果不會(huì)差太多,或者是改成1mS寫(xiě)入一個(gè)燈
市場(chǎng)上大多的2812都是用這個(gè)低端單片機(jī)控制的,想改不太現(xiàn)實(shí)的
有的是因?yàn)閱纹瑱C(jī)供應(yīng)商是固定的,有的是不想換單片機(jī),產(chǎn)品后期維護(hù)太難,有的就是成本問(wèn)題,大批量產(chǎn)品,1分錢(qián)的成本都是很敏感的

ID:1067318 · 發(fā)表于 2025-4-15 22:22

匯編寫(xiě),用STC8單片機(jī)11.0592時(shí)鐘沒(méi)問(wèn)題

ID:1142265 · 發(fā)表于 2025-4-16 13:50

我自己修改了一下，先整體實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)燈效果，然后再去套for循環(huán)就可以了，如果用for循環(huán)去實(shí)現(xiàn) 根本就點(diǎn)不亮，因?yàn)橐粋€(gè)for循環(huán)就要有1.875us的延時(shí)，一條if判斷語(yǔ)句要有20多us的延時(shí)，不用匯編寫(xiě)，只能另辟蹊徑

ID:1093493 · 發(fā)表于 2025-4-16 15:37

void write24_GRB2() { unsigned long grb; unsigned char i; unsigned long temp; grb=0; temp=0; grb = (gren | grb) << 8 ; grb= (read | grb) << 8; grb= (biue | grb) << 8 ; for(i=0;i<24;i++) { temp=grb & 0x80000000; if(temp) { out1=1; DelayUs(1); out1=0; } else { out1=1; out1=0; DelayUs(1); } grb <<= 1; } } 親測(cè)沒(méi)問(wèn)題視頻為證

ID:108361 · 發(fā)表于 2025-4-16 16:43

芯片有SPI接口嗎？如果你的SPI能跑到6M的時(shí)鐘，就可以用SPI發(fā)送0xc0作為bit 0，發(fā)送0xf8作為bit 1，來(lái)實(shí)現(xiàn)全部字節(jié)的發(fā)送了

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-17 12:51

gods701_LUO 發(fā)表于 2025-4-16 13:50
我自己修改了一下，先整體實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)燈效果，然后再去套for循環(huán)就可以了，如果用for循環(huán)去實(shí)現(xiàn) 根本就點(diǎn)不亮， ...

你這個(gè)代碼本身就有問(wèn)題
第一:  for(j = 0; j < 24; j++),在這里,你定義了int j,那么,j就是一個(gè)16位的數(shù)據(jù)了,就要用到兩個(gè)字節(jié)在存放,8位單片機(jī)處理兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是很耗時(shí)間的,至少在WS2812中是這樣的
第二: 底下定義的val也有問(wèn)題,它是一個(gè) long int val;,這就是4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),這不更耗時(shí)了叫嗎?
這是我一個(gè)WS2812的寫(xiě)入程序,用的是16MHZ/4T的,寫(xiě)入完全沒(méi)有問(wèn)題
void write_ws2812(u8 rgb_data)
{
  u8 i;
  for(i = 0; i < 8; i++)
  {
if(rgb_data & 0x80)//寫(xiě)"1"
{
   DO = HI;
   delay_750ns
   DO = LOW;
}
else //寫(xiě)"0"
{
   DO = HI;
   DO = LOW;
}
rgb_data <<= 1;
  }
}

ID:1147008 · 發(fā)表于 2025-4-17 13:25

Y_G_G 發(fā)表于 2025-4-17 12:51
你這個(gè)代碼本身就有問(wèn)題
第一: for(j = 0; j < 24; j++),在這里,你定義了int j,那么,j就是一個(gè)16位的數(shù) ...

點(diǎn)評(píng)一下，這位大佬，心腸好，技術(shù)高！完畢！

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