Это  третья  часть мини-серии. В части 2 я описал, как настроить инструменты разработки и отладить первый проект (см. « Учебное пособие: NeoPixels Adafruit WS2812B с платой Freescale FRDM-K64F — Часть 2: Инструменты программного обеспечения »). Теперь пришло время изучить концепции программного обеспечения. Цель состоит в том, чтобы  запустить NeoPixel от  Adafruit (WS2812B) с  платой Freescale FRDM-K64F  :

Щит Adafruit 8 × 8 NeoPixel с платой Freescale FRDM-K64F

Список учебников Mini Series

• Учебник. AdoPruit WS2812B NeoPixels с платой Freescale FRDM-K64F — Часть 1.  Аппаратное обеспечение
• Учебник. AdoPruit WS2812B NeoPixels с платой Freescale FRDM-K64F — Часть 2.  Инструменты программного обеспечения
• Учебное пособие: Adafruit WS2812B NeoPixels с платой Freescale FRDM-K64F — Часть 3.  Основные понятия
• Учебник. AdoPruit WS2812B NeoPixels с платой Freescale FRDM-K64F — Часть 4.  Таймер
• Учебник. AdoPruit WS2812B NeoPixels с платой Freescale FRDM-K64F — Часть 5.  DMA

Контур

В этой статье объясняется протокол и время разговора со светодиодами WS2812B (или Adafruit NeoPixel). Это объясняет подход с таймерами и DMA для удовлетворения требований к оборудованию. Я использую инструменты GNU ARM Embedded (launchpad) с IDE на основе Eclipse (Freescale Kinetis Design Studio v3.0.0). В качестве драйверов программного обеспечения я использую Freescale Kinetis SDK v1.2.

WS2812 Цепочка

Светодиоды WS2812 (B) имеют встроенный драйвер тока с регистром сдвига: запись данных в регистр сдвига зафиксирует биты, а драйвер постоянного тока «подведет» ток к красной, зеленой и синей части СВЕТОДИОД.

Данные записываются на одном проводе (DIN-контакт) первого WS2812 в цепи. Первое устройство будет «сохранять» первые 24 бита, а все остальное смещается на вывод DOUT. Таким образом, чтобы предоставить данные двум светодиодам, я сдвигаю 2х24 бита: первые 24 бита предназначены для первого устройства в цепочке, затем следующие 24 бита для следующего в цепочке и т. Д.

Светодиодная цепь WS2812 (Источник: https://cpldcpu.wordpress.com/2014/01/14/light_ws2812-library-v2-0-part-i-understanding-the-ws2812/ )

WS2812 информация о цвете

Каждый светодиод нуждается в 24 битах, кодируя цвета Зеленый, Красный и Синий по 8 бит каждый. Так что это GRB, а не RGB! Каждый 8-битный цвет определяет яркость этого цвета от 0x00 (выкл.) До 0xff (полная яркость). биты передаются MSB (старший бит) в первую очередь.

Чтобы включить красную часть светодиода на полную яркость, когда синий и зеленый выключены, я должен отправить следующие биты:

0 0 0 0 0 0 0 0  1 1 1 1 1 1 1 1  0 0 0 0 0 0 0 0

Чтобы иметь все (GRB) светодиоды с половиной яркости, я отправляю

0 1 1 1 1 1 1 1  0 1 1 1 1 1 1 1  0 1 1 1 1 1 1 1

WS2812 Сроки

WS2812 / B требует специальной синхронизации этих битов. Я настоятельно рекомендую прочитать статью Тима (« Библиотека Light_WS2812 V2.0 — Часть I: Понимание WS2812 ») о времени WS2812:

Сроки WS2812 (Источник:  https://cpldcpu.wordpress.com/2014/01/14/light_ws2812-library-v2-0-part-i-understanding-the-ws2812/ )

WS2812B — это никогда не вариант, и имеет немного другое время. Более новые Adafruit NeoPixels все WS2812B. Поскольку время имеет некоторые допуски, я использую его для следующих битов ‘0’ и ‘1’:

WS2812B Сроки

Генерация битового потока

Существует несколько возможных способов создания такого потока битов. Одним из способов является использование вывода GPIO (общего назначения ввода / вывода) с Bit-Banging (переключение выходных выводов при нормальной работе порта GPIO):

void Init(void) {
  GPIO_DDR = OUTPUT; /* initialize PORT as output */
  GPIO_DATA = 0; /* bits low */
}

void PutBit(uint8_t bit) {
  if (bit) { /* one bit */
    GPIO_DATA = 1; /* put pin HIGH for 0.9 us */
    WAIT_NS(900); /* wait 900 ns */
    GPIO_DATA = 0; /* LOW for 0.35 us */
    WAIT_NS(350); /* wait for 350 ns */
  } else { /* zero bit */
    GPIO_DATA = 1; /* put pin HIGH for 0.35 us */
    WAIT_NS(350); /* wait 350 ns */
    GPIO_DATA = 0; /* LOW for 0.9 us */
    WAIT_NS(900); /* wait for 900 ns */
  }
}

void PutBit(uint8_t bit) {
  GPIO_DATA = 1; /* put pin HIGH */
  WAIT_NS(350); /* wait 350 ns */
  GPIO_DATA = bit; /* LOW if zero bit, otherwise remains HIGH */
  WAIT_NS(550); /* wait for 550 ns */
  GPIO_DATA = 0; /* put pin LOW */
  WAIT_NS(350); /* wait for 350 ns */
}

#define NEO_NOF_PIXEL        2  /* number of pixels */
#define NEO_NOF_BITS_PIXEL  24  /* 24 bits for pixel */
#define NEO_DMA_NOF_BYTES   sizeof(transmitBuf)

static uint8_t transmitBuff[NEO_NOF_PIXEL*NEO_NOF_BITS_PIXEL]; /* WS2812 Bits */

void Transmit(unsigned char bit) {
  int i;

  for(i=0; i<sizeof(transmitBuff); i++) {
     PutBit(i);
  }
}