STM32L051驱动WS2812B全彩灯-PWM+DMA模式

最新推荐文章于 2025-04-08 21:27:44 发布

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分类专栏： WS2812B STM32 文章标签：嵌入式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/cheng_nnan/article/details/105490778

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本文详细介绍了WS2812智能LED灯珠的工作原理，包括其集成了控制电路与发光电路的特点，以及单线归零码通讯协议。通过STM32CubeMX配置工程，展示了如何使用STM32L051C8T6芯片通过PWM和DMA方式驱动WS2812灯珠，实现全真色彩显示。提供了具体的代码示例和工程配置步骤。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.WS2812介绍

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 SMD5050 侧发光 LED 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，电源稳压电路，内置恒流电路，高精度 RC 振荡器，输出驱动采用 PWM 技术，有效保证了像素点内光的颜色高一致性。

IC控制电路与LED点光源共用一个电源；
控制电路与RGB芯片集成在一个5mm直径的圆头四脚直插封装的灯珠中，构成一个完整的外控像素点；
内置信号整形电路，任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出，保证线路波形畸变不会累加；
内置上电复位和掉电复位电路；
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；
扫描频率 2kHz/s；
串行级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码；
任意两点传传输距离在不超过 2 米时无需增加任何电路；
当刷新速率 30 帧/秒时，级联数不小于 2048 点；
数据发送速度可达 800Kbps；

2.WS2812通讯协议

数据协议采用单线归零码的通讯方式，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，仅仅受限信号传输速度要求

从图中可以看出，数字“1”使用长脉宽来编码（占空比为68%），“0”使用短脉宽来编码（占空比为32%）。数据线低电平保持时间大于50us时，为复位信号。复位后，每个LED读取“Din”线上开始的24bit（绿：红：蓝为8：8：8）数据到驱动芯片内部缓存。除了开始的24bit数据，后面的数据都通过“Dout”脚传递到下一个LED，即每经过一个像素点的传输，信号减少24bit。内部缓存数据在下一个复位脉冲后被写入PWM控制器。一个bit为1.25us，一个LED有3*8bits=24bits,传输完需要24*1.25us=30us。

数据传输方式：

3.使用STM32CubeMX配置工程

首先根据选择的芯片（本文使用的是STM32L051C8T6）,配置好外设时钟
选择外部时钟源

配置时钟主频为32M

定时器PWM配置，本文使用的是TIM2_CH1通道

TIM2参数配置：向上计数模式，重载值为41（实际周期为1/T2LCK-（41+1）），不分频，Pulse值决定脉冲宽度，比如我现在ARR值为41，则脉冲宽=Pulse/（41+1），设置占空比26可满足1码的时间要求，设置占空比13可满足0码的时间要求。

DMA配置注意是内存到外设及数据的宽度

4.工程编译

注意这里在代码中具体用到的时PA5引脚（TIM2的CH1）也可在STM32CubeMX配置时是PA0引脚；
添加WS2812驱动，文件为坛友分享的（驱动文件出处https://blog.youkuaiyun.com/xiaoyuanwuhui/article/details/99639068）
最后在main文件中添加#include "bsp_ws281x.h"头文件，函数中调用代码即可驱动WS2812灯珠了。

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	WS281x_CloseAll();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {

	ws281x_rainbow(250);
	HAL_Delay(500);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

5.参考资料：

WS2812灯珠（三）-- STM32 PWM+DMA方式驱动

6.源代码下载：https://download.youkuaiyun.com/download/cheng_nnan/12325103