ESP32 开发笔记(三）源码示例 7_WS2812_RMT 使用ESP32的RMT实现彩虹变色效果
开发板购买连接编程
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开发板简介
开发环境搭建 windows
基础例程：
0_Hello Bug （ESP_LOGX与printf） 工程模板/打印调试输出
1_LED LED亮灭控制
2_LED_Task 使用任务方式控制LED
3_LEDC_PWM 使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果
4_ADC_LightR 使用ADC读取光敏电阻实现光照传感
5_KEY_Short_Long 按钮长按短按实现
6_TouchPad_Interrupt 电容触摸中断实现
7_WS2812_RMT 使用RMT实现RGB_LED彩虹变色示例
8_DHT11_RMT 使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器
9_SPI_SDCard 使用SPI总线实现TF卡文件系统示例
10_IIC_ADXL345 使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器
11_IIC_AT24C02 使用IIC总线实现小容量数据储存测试
12_IR_Rev_RMT 使用RMT实现红外遥控接收解码（NEC编码）
13_IR_Send_RMT 使用RMT实现红外数据发送（NEC编码）
14_WIFI_Scan 附近WIFI信号扫描示例
15_WIFI_AP 建立软AP示例
16_WIFI_AP_TCP_Server 在软AP模式下实现TCP服务端
17_WIFI_AP_TCP_Client 在软AP模式下实现TCP客户端
18_WIFI_AP_UDP 在软AP模式下实现UDP通信
19_WIFI_STA 建立STA站模链接路由器
20_WIFI_STA_TCP_Server 在站模式STA下实现TCP服务端
21_WIFI_STA_TCP_Client 在站模式STA下实现TCP客户端
22_WIFI_STA_UDP 在站模式STA下实现UDP通信
23_LCD_Test LCD液晶触摸屏显示测试
24_LVGL_Test LVGL图形库简单示例缓存
RMT（Remote Control）模块驱动程序可用于发送和接收红外遥控信号。 因为RMT模块的灵活性，该驱动程序还可用于生成或接收许多其余类型的信号。app
信号由一系列脉冲组成，由RMT的发射器根据值列表生成。 这些值定义了脉冲持续时间和二进制电平，请参见下文。 发射器还能够提供载波，并使用提供的脉冲对其进行调制。函数
发送调制图示：oop
在接收器中，一系列脉冲被解码为包含脉冲持续时间和二进制电平的值列表。 能够应用滤波器以从输入信号中去除高频噪声。测试
接收调制图示：ui
WS2812简介编码
WS2812只需一根信号线就能控制灯带上全部led。多个灯带间能够经过串联轻松延长。在30hz的刷新频率下一个信号线可以控制至多500个led。.net
-内置信号整形电路，任何一个像素点收到信号后通过波形整形再输出，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。
-每一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，扫描频率不低于400Hz/s。
-串行级联接口，能经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5米时无需增长任何电路。
-当刷新速率30帧/秒时，低速模式级联数不小于512点，高速模式不小于1024点。
-数据发送速度可达800Kbps。
-光的颜色高度一致，性价比高。
WS2812B是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5050LED灯珠相同，每一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，还包含有高精度的内部振荡器和可编程定电流控制部分，有效保证了像素点光的颜色高度一致。
WS2812B为新一代的RGB5050将控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中，构成一个完整的外控像素点。
时序
串行链接示意：
1、硬件设计/原理
查看开发板原理图，RGB灯的信号输入脚链接在主控的GPIO16引脚上，知道了RMT的功能和RGB灯的时序就能够进行代码的编写了。
2、程序设计
先引用必要头文件
// WS2812_RGB Example #include <freertos/FreeRTOS.h> #include <freertos/task.h> #include <soc/rmt_struct.h> #include <esp_system.h> #include <nvs_flash.h> #include <driver/gpio.h> #include <stdio.h> #include "ws2812.h" #include <esp_log.h>
主函数
void app_main()
{
ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
nvs_flash_init();
ws2812B_init(WS2812_PIN);
xTaskCreate(rainbow, "ws2812 rainbow demo", 4096, NULL, 10, NULL);
return;
}
WS2813B逻辑0逻辑1和重启时序
#define PULSE_T0H ( 350 / (DURATION * DIVIDER)); #define PULSE_T1H ( 900 / (DURATION * DIVIDER)); #define PULSE_T0L ( 900 / (DURATION * DIVIDER)); #define PULSE_T1L ( 350 / (DURATION * DIVIDER)); #define PULSE_TRS (50000 / (DURATION * DIVIDER));
WS2813B初始化
void ws2812B_init(int gpioNum)
{
DPORT_SET_PERI_REG_MASK(DPORT_PERIP_CLK_EN_REG, DPORT_RMT_CLK_EN);
DPORT_CLEAR_PERI_REG_MASK(DPORT_PERIP_RST_EN_REG, DPORT_RMT_RST);
rmt_set_pin((rmt_channel_t)RMTCHANNEL, RMT_MODE_TX, (gpio_num_t)gpioNum);
ws2812_initRMTChannel(RMTCHANNEL);
RMT.tx_lim_ch[RMTCHANNEL].limit = MAX_PULSES;
RMT.int_ena.ch0_tx_thr_event = 1;
RMT.int_ena.ch0_tx_end = 1;
ws2812_bits[0].level0 = 1;
ws2812_bits[0].level1 = 0;
ws2812_bits[0].duration0 = PULSE_T0H;
ws2812_bits[0].duration1 = PULSE_T0L;
ws2812_bits[1].level0 = 1;
ws2812_bits[1].level1 = 0;
ws2812_bits[1].duration0 = PULSE_T1H;
ws2812_bits[1].duration1 = PULSE_T1L;
esp_intr_alloc(ETS_RMT_INTR_SOURCE, 0, ws2812_handleInterrupt, NULL, &rmt_intr_handle);
return;
}
初始化RMT通道
void ws2812_initRMTChannel(int rmtChannel)
{
RMT.apb_conf.fifo_mask = 1; //enable memory access, instead of FIFO mode.
RMT.apb_conf.mem_tx_wrap_en = 1; //wrap around when hitting end of buffer
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.div_cnt = DIVIDER;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.mem_size = 1;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.carrier_en = 0;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.carrier_out_lv = 1;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf0.mem_pd = 0;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.rx_en = 0;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.mem_owner = 0;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.tx_conti_mode = 0; //loop back mode.
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.ref_always_on = 1; // use apb clock: 80M
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.idle_out_en = 1;
RMT.conf_ch[rmtChannel].conf1.idle_out_lv = 0;
return;
}
设置颜色
void ws2812_setColors(unsigned int length, rgbVal *array)
{
unsigned int i;
ws2812_len = (length * 3) * sizeof(uint8_t);
ws2812_buffer = malloc(ws2812_len);
for (i = 0; i < length; i++) {
ws2812_buffer[0 + i * 3] = array[i].g;
ws2812_buffer[1 + i * 3] = array[i].r;
ws2812_buffer[2 + i * 3] = array[i].b;
}
ws2812_pos = 0;
ws2812_half = 0;
ws2812_copy();
if (ws2812_pos < ws2812_len){
ws2812_copy();
}
ws2812_sem = xSemaphoreCreateBinary();
RMT.conf_ch[RMTCHANNEL].conf1.mem_rd_rst = 1;
RMT.conf_ch[RMTCHANNEL].conf1.tx_start = 1;
xSemaphoreTake(ws2812_sem, portMAX_DELAY);
vSemaphoreDelete(ws2812_sem);
ws2812_sem = NULL;
free(ws2812_buffer);
return;
}
将颜色填充到RMT缓存
void ws2812_copy()
{
unsigned int i, j, offset, len, bit;
offset = ws2812_half * MAX_PULSES;
ws2812_half = !ws2812_half;
len = ws2812_len - ws2812_pos;
if (len > (MAX_PULSES / 8)){
len = (MAX_PULSES / 8);
}
if (!len) {
for (i = 0; i < MAX_PULSES; i++)
RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[i + offset].val = 0;
return;
}
for (i = 0; i < len; i++) {
bit = ws2812_buffer[i + ws2812_pos];
for (j = 0; j < 8; j++, bit <<= 1) {
RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[j + i * 8 + offset].val =
ws2812_bits[(bit >> 7) & 0x01].val;
}
if (i + ws2812_pos == ws2812_len - 1){
RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[7 + i * 8 + offset].duration1 = PULSE_TRS;
}
}
for (i *= 8; i < MAX_PULSES; i++){
RMTMEM.chan[RMTCHANNEL].data32[i + offset].val = 0;
}
ws2812_pos += len;
return;
}
实现彩虹效果的任务函数
// 彩虹效果实现函数
void rainbow(void *pvParameters)
{
const uint8_t anim_step = 10;
const uint8_t anim_max = 250;
const uint8_t pixel_count = 64; // Number of your "pixels"
const uint8_t delay = 25; // duration between color changes
rgbVal color = makeRGBVal(anim_max, 0, 0);
uint8_t step = 0;
rgbVal color2 = makeRGBVal(anim_max, 0, 0);
uint8_t step2 = 0;
rgbVal *pixels;
pixels = malloc(sizeof(rgbVal) * pixel_count);
while (1) {
color = color2;
step = step2;
for (uint8_t i = 0; i < pixel_count; i++) {
pixels[i] = color;
if (i == 1) {
color2 = color;
step2 = step;
}
switch (step) {
case 0:
color.g += anim_step;
if (color.g >= anim_max)
step++;
break;
case 1:
color.r -= anim_step;
if (color.r == 0)
step++;
break;
case 2:
color.b += anim_step;
if (color.b >= anim_max)
step++;
break;
case 3:
color.g -= anim_step;
if (color.g == 0)
step++;
break;
case 4:
color.r += anim_step;
if (color.r >= anim_max)
step++;
break;
case 5:
color.b -= anim_step;
if (color.b == 0)
step = 0;
break;
}
}
ws2812_setColors(pixel_count, pixels);
delay_ms(delay);
}
}
3、下载测试
打开ESP-IDF Command Prompt
cd命令进入此工程目录
cd F:\ESP32_DevBoard_File\7_WS2812_RMT
查看电脑设备管理器中开发板的串口号
执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息 Ctrl+c退出运行
查看开发板的RGB灯开始变换颜色