楼主 # 2022-01-22 16:28:15 分享评论
[记录]使用SPI驱动WS2811
市面上常见的2款串行可编程控制LED方案，分别是WS2811和WS2812。
其中,
[1]WS2811是芯片，常规供电为12V，按理说，驱动距离会远一些。
[2]WS2812是灯珠，把可编程芯片内嵌在灯珠里面，常规供电5V，按理说，驱动距离相对短。
相信很多朋友都在51单片机上面驱动过这个芯片，使用方法是：IO模拟单总线时序，达到传输RGB数据的效果。
因为WS2811/2812驱动时序，是us级的，IO模拟的方法，过度依赖CPU，这种做法实在不合理。
正确做法应该是借助片上的通讯外设，如UART/SPI等，兼容WS2811/2812的时序，腾出CPU资源，并且提高灯带驱动的稳定性。
本文章阐述，使用SPI驱动WS2811的思路。
先看手册:
从WS2811的手册，可以得知( 高速模式下 ):
[1]这款芯片支持2种驱动速度：分别为高速模式和低速模式。
[2]对单总线送'0'码和'1'码，需要使用T0H / T1H / T0L /T1L搭配。
[3]搭配出来的'0'码和'1'码所占用时长皆为 2.5us。
[4]T0H = T1L = 0.5us
[5]T1H = T0L =2.0us = 4 * T0H = 4 * T1L
因此，SPI总线的驱动时钟，一个时钟脉冲的周期不能大于 T0H / T1L ，也就是不能大于0.5us。
我们试着就让SPI总线一个时钟脉冲的周期就等于0.5us，Tspiclk = 0.5us。
那么，频率Fspiclk = 1 / Tspiclk = 2MHz。
这种情况下，如果想要送RGB888数据中的 1 位 数据 到WS2811，SPI总线需要发出5个位的数据:
○ 1 ： 00001
○ 0 ： 11110如果要发1字节数据（8个位），如R = 0xF0，对应二进制为：
1111 0000那么SPI应该发出这样的数据：
00001 00001 00001 00001 11110 11110 11110 11110对其进行组合，可以得到5个字节：
0000 1000 0100 0010 0001 1111 0111 1011 1101 1110所以，SPI应该发送的数据为：
0X08 0X42 0X1F 0X7B 0XDE同理，对于R 、G、 B都可以这样操作。
那么，也就是说，想要给一颗WS2811输送RGB888数据，需要发送5*3 = 15个字节。
最近编辑记录 LinjieGuo (2022-01-22 16:30:37)
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楼主 #1 2022-03-07 14:13:06 分享评论
Re: [记录]使用SPI驱动WS2811
时隔多日，回来续帖。
前面知道了原理，接下来，我们得生成一个color表。
color表的结构应该是这样：
uint8_t ws2811_color[256][5]={......} 其中，256对应一中颜色分量的颜色深浅，因为RGB各占8bit。
以下是我针对1楼的时序，生成的color表:
color_map_ws2811.c
color_map_ws2811.txt
下一步是借助color_map_ws2811.c文件，编写CH579M的驱动代码！
最近编辑记录 LinjieGuo (2022-03-07 14:15:59)
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楼主 #3 2022-03-10 08:39:29 分享评论
Re: [记录]使用SPI驱动WS2811
哈哈，大哥果然神速。
我昨天调试了半天ws2811。
怎么搞都不行，后面才发现。12V没接......
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楼主 #4 2022-03-10 09:02:39 分享评论
Re: [记录]使用SPI驱动WS2811
另外，可以把dma怼上去。
我是这样搞:
#define CHIP_NUM 100
typedef strut{
uint8_t rst[200]; //0.5us *200 = 100us
uint8_t frame[ CHIP_NUM ][3][5];
//3 代表颜色分量，R / G / B
//5 颜色数据，5字节SPI数据描述一个分量的颜色深浅
}ws28xx_t,ws28xx_pt;然后定时使用DMA将帧内存通过SPI发送出去就可以了。
最近编辑记录 LinjieGuo (2022-03-10 09:04:32)
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楼主 #8 2022-03-10 09:25:55 分享评论
Re: [记录]使用SPI驱动WS2811
对于上面我使用的WS2811的情况，2M SPI CLK，
情况如下：
(1)T0H = T1L = 0.5us = 500ns
(2)T1H = T0L =2.0us = 4 * T0H = 4 * T1L
看了你的WS2812手册里面给了个范围，
我们以WS2812B为准，将SPI CLK提升到4M。
那么，周期变成一半。
(1)T0H = T1L = 0.25us = 250ns
(2)T1H = T0L =1.0us = 1000ns =4 * T0H = 4 * T1L
观察了一下，完全符合WS2812B的时序要求。
（WS2812的数据传输速度是800KHz，WS2811(400KHz)的2倍）
所以，你至少使用4M的SPI CLK，才能驱动WS2812。
最近编辑记录 LinjieGuo (2022-03-10 09:26:48)
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楼主 #9 2022-03-10 09:47:48 分享评论
楼主 #13 2022-03-12 09:52:01 分享评论
楼主 #14 2022-03-12 10:03:11 分享评论
楼主 #16 2022-03-12 10:21:18 分享评论
Re: [记录]使用SPI驱动WS2811
我从别的网站帖子上面看到了如下信息，我根据这些信息列出理论依据。
WS2812原理与实现
裁剪帖子的部分信息，可以看到，对于WS2812，其时序要求如下：
(1)T0H = T1L = 0.4us (±150ns，建立color表时，尽量不考虑误差范围，可作为芯片SPI时钟误差)
(2)T1H = T0L = 0.85us (±150ns，建立color表时，尽量不考虑误差范围，可作为芯片SPI时钟误差)
(3)与1楼的理论同理，得：
令SPI的一个时钟周期t = 0.05us，即SPI 的f = 20MHz。
T1H = T0L = 17个SPI数据
T0H = T1L = 8个SPI数据位
但是，芯片支持误差容忍(0.15us/150ns)，
所以，可以尝试：
T1H = T0L = 16个SPI数据(少1个时钟节拍,0.05us/50ns)
T0H = T1L = 8个SPI数据位
最近编辑记录 LinjieGuo (2022-03-12 10:26:12)
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楼主 #19 2022-03-12 11:22:15 分享评论
楼主 #20 2022-03-12 12:24:28 分享评论
Re: [记录]使用SPI驱动WS2811
大哥，ws2812你看看这个color表行不行。
SPI CLK 20MHz
T1H = T0L = 16个SPI数据 = 0.8us
T0H = T1L = 8个SPI数据位 = 0.4us
最近编辑记录 LinjieGuo (2022-03-12 12:26:45)
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