WS2812B七彩LED具有集成度高、使用方便等特點,但是800K的數據速率(IO變化速率高達2.4M),對單片機提出了較高的要求,通常是採用SPI+DMA方式驅動,
也有人採用彙編實現,但是要預先把數據轉換爲按bit存放,在LED級連數量較多的情況下,需要佔用極多的存儲空間。
在驅動WS2812B上花費了太多的時間,走了不少彎路,記錄下來:
- 簡易數字分析儀採樣頻率最高只有4M,即測量精度爲250ns,而信號寬度要求爲400ns和850ns,這樣測量的結果存在較大的誤差,讓人誤以爲信號跳變無規律,
迷失了方向;解決的辦法就是利用STC單片機主時鐘的內分頻功能,語句:CLK_DIV |= 0x07; 將主頻降低128倍,這樣測量的波形就足夠準確了。 - STC15系列可以使用內置振盪電路,主頻高達27M,高速纔有足夠的時間進行數據處理,最終選擇的是24M的主頻。
- 彙編與C混合編程,開始以爲很複雜,做了發現不是很困難,主要還是對彙編本身的理解。
1、形式上,在C語言中通過#pragma ASM和#pragma ENDASM內嵌彙編語句;
2、編譯器在使用內嵌語句的文件右鍵菜單選擇Option,選中Generate assembler SRC file 和 assemble SRC file;
3、子程序調用時的參數傳遞上,一般是用R7,R5,R3,具體可以看編譯生成的SRC文件; - 最初採用高級語言的兩層循環嵌套,內層通過移位實現8個比特輸出,外層依次處理每個比特,但是兩層循環之間的時延較長,導致輸出的波形不規則;
最終打破結構化編程的框架,利用每個比特中850ns輸出的長信號進行數據處理,實現了完美波形輸出; - 在LED數量較多的情況下,發現會有閃爍,經常時間的查找,最後判斷是信號輸出期間產生硬件中斷,導致輸出的波形有跳變,導致不特定位置的LED出現閃爍;
128分頻下的輸出波形
源代碼:
void WS2812_SendArray(uchar xdata *pSource, uchar length) {
EA = 0;
#pragma ASM
CLR WS5050_DI
MOV R1,#160
SA_DELAY25:
DJNZ R1, SA_DELAY25
MOV R1,#160
SA_DELAY25_2:
DJNZ R1, SA_DELAY25_2
; R5:length, R1:8bit, R4:臨時存儲A
MOV DPH, R6
MOV DPL, R7
MOVX A, @DPTR
MOV R1,#8 ;2
SA_BIT_PHASE0:
SETB WS5050_DI ;4
NOP ;1
RLC A ;1
JC SA_BIT_1 ;3
NOP ;1
CLR WS5050_DI ;4
CJNE R1, #1, SA_BIT0_NOT8 ;4
; 當寄存器R1=1,說明是最後一位,則準備下一字節
INC DPTR ;1
MOVX A, @DPTR ;2
MOV R1,#9 ;2
DJNZ R5, SA_PHASE3 ;4
; R5=0,結束
SJMP SA_END ;3
SA_BIT0_NOT8:
; R1>1,前七位
XCH A, R4 ;2
MOVX A, @DPTR ;2
XCH A, R4 ;2
NOP
SJMP SA_PHASE3 ;3
SA_BIT_1:
CJNE R1, #1, SA_BIT1_NOT8 ;4
; 當寄存器R1=1,說明是最後一位,則準備下一字節
INC DPTR ;1
MOVX A, @DPTR ;2
MOV R1,#9 ;2
NOP
DJNZ R5, SA_BIT1_9TH ;4
; R5=0,結束
SJMP SA_END ;3
SA_BIT1_NOT8:
XCH A, R4 ;2
MOVX A, @DPTR ;2
XCH A, R4 ;2
NOP
NOP
NOP
SA_BIT1_9TH:
CLR WS5050_DI
NOP ;1
NOP ;1
SA_PHASE3:
DJNZ R1, SA_BIT_PHASE0 ;4
SA_END:
SETB WS5050_DI
#pragma ENDASM
EA = 1;
pSource = 0;
length = 0;
}