简介
多位(几个LED就是几位)通过引脚级联，接一个LED的DOUT引脚到另一个LED的DIN引脚，通过这种级联的方式，只需要使用一个IO口(单片机引脚)就能控制尽可能多的LED。
每个LED都集成了一颗驱动芯片在里面，让我们的LED变得智能和寻址，每一个内部都有恒流驱动，所以LED颜色非常一致，即使电压有小幅抖动，电压变化也是一样的。
不需要外部电阻——限流电阻，使LED灯的布局设计变得简单。
单线通信，能够最大限度的减少单片机IO口的压力，另外这款RGB灯使用了WS2812B驱动芯片，让外围电路只需要一颗电容就能够满足电路需求，从而最大可能的让电路变得简单优美。
特点
智能反接保护，电源反接不会损坏IC;
IC控制电路与LED点光源公用一个电源;
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，扫描频率不低于400Hz;
串行级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码;
任意两点传输距离在不超过5米时，无需增加额外电路;
当刷新速率30帧/秒时，级联数不小于1024点;
数据发送速度可达800Kbps;
光的颜色高度一致，性价比高。
注意： 800Kbps，相当于1.25us传输一比特数据。
引脚图
引脚功能描述：
NO. Symbol 功能描述
1 VDD LED的供电电源，Vdd 范围 +3.5~+5.3 V
2 DOUT 控制信号数据输出引脚
3 VSS 地
4 DIN 控制信号数据输入引脚
典型电路
串联方法
原理图
除了灯珠以外只需要额外增加一个0.1uF的电容即可。
硬件连接
STM32F103RET6核心板 WS2812B模块
PA6 DIN
VCC +5V
GND GND
驱动原理
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DOUT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。
因为数据被内部锁存，所以只要不改变颜色值(模块持续供电)，颜色是不会发生改变的，设置颜色的脉冲也不需要持续提供(单片机发生复位也无影响)，只需要在修改颜色值的时候，发送一遍即可。
0和1的区分
Treset：复位时间
由上图可知，我们要发送 '0' ，需要将GPIO引脚置高并持续0.4 us(400 ns)，然后GPIO置低并持续0.85 us(850 ns)，此过程即完成0 code的发送，具体代码实现如下：
void send_0(void) { IN_H; Wait400ns; IN_L; Wait850ns; } 1.
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我们要发送 '1' ，需要将GPIO引脚置高并持续0.85 us(850 ns)，然后GPIO置低并持续0.4 us(400 ns)，此过程即完成1 code的发送，具体代码实现如下：
void send_1(void) { IN_H; Wait850ns; IN_L; Wait400ns; } 1.
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所以本程序的难点即是求取400 ns 和 850 ns 相对精确的延时时间。
延时函数的实现
单片机里的延时函数一般通过执行一些无意义的循环进行延时，比如定义如下函数：
void delay（unsigned char i） { while（--i）; } 1.
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我们这里需要的延时周期很小，才1.25us，因为函数的调用，需要入栈和出栈，所以如果使用上面的延时函数的方式的话，那么一进一出就接近几百ns的时间就没了，所以为了精确控制，我们这里延时函数的定义如下：
#define Wait10nop {__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();} #define Wait250ns {__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();} #define Wait400ns {Wait250ns;Wait10nop;} //388 #define Wait850ns {Wait250ns;Wait10nop;Wait10nop;Wait10nop;Wait10nop;__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();__NOP();} //860 1.
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我们在main函数中使用如下方式测试这个延时函数：
while(1) { IN_H; //Wait250ns; Wait850ns; IN_L; //Wait250ns; Wait850ns; } 1.
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然后用示波器观察与模块DIN引脚相连的GPIO输出的脉冲信号，查看其高电平是否与咱们预定义的一致，如果不一致，增加或减少空指令进行调整。
注意：一个 __NOP(); 空指令的耗时大约：1000/72 ≈ 14 ns 的时间，自己可以在上面定义的基础上，根据需要随意增加或者减少 __NOP(); 空指令的个数。
“注意空指令前面是两个“_”。
经过示波器测量，不断调整，上面定义的 Wait250ns 宏定义的耗时如下图所示。
经过示波器测试，上面的 Wait400ns 耗时为 388 ns , Wait850ns 耗时为 860 ns，满足上面"0"和"1"的时间区间范围。
24 bit数据的组成
注意： 数据传输顺序按GRB顺序传输，并且高位在前。
void ws2812_rgb(u8 ws_num,u8 ws_r,u8 ws_g,u8 ws_b) { ws_data[(ws_num-1)*3]=ws_g; ws_data[(ws_num-1)*3+1]=ws_r; ws_data[(ws_num-1)*3+2]=ws_b; } 1.
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ws_data[] 数组用于记录待传输的RGB数据，每一个灯珠的颜色占用三个字节，因为数据传输顺序按GRB的顺序传输，所以赋值的时候注意先后顺序，上面函数是设置某一个灯珠的颜色值。
ws_data[] 数组中颜色值设置完毕之后，就要把这个数组的数据发送到模块中，具体的实现函数如下：
void ws2812_refresh(u8 ws_count) { u8 ws_ri=0; for(;ws_ri<ws_count*3;ws_ri++) { if((ws_data[ws_ri]&0x80)==0) send_0(); else send_1(); if((ws_data[ws_ri]&0x40)==0) send_0(); else send_1(); if((ws_data[ws_ri]&0x20)==0) send_0(); else send_1(); if((ws_data[ws_ri]&0x10)==0) send_0(); else send_1(); if((ws_data[ws_ri]&0x08)==0) send_0(); else send_1(); if((ws_data[ws_ri]&0x04)==0) send_0(); else send_1(); if((ws_data[ws_ri]&0x02)==0) send_0(); else send_1(); if((ws_data[ws_ri]&0x01)==0) send_0(); else send_1(); } //延时一段时间 ws2812_reset(); } 1.
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ws_data[] 数组中的每一个字节按位发送，因为高位在前，所以先发送每个字节的高位，获取最高位的值的方法为：ws_data[ws_ri]&0x80 。
数据传输方法
N位的模块，一次就要发送 N * 3 字节的数据。
注意： 上图中D1的数据是通过单片机发送，D2，D3，D4通过像素内重塑放大传输。
main函数实现
main函数中，每隔1S，点亮一个LED，当8个LED都点亮一次之后，所有LED点亮一次，然后再开启下一次循环。
main函数的具体实现如下所示：
int main(void) { int times = 0; //初始化 //延时函数初始化 delay_init(); uart_init(115200); //串口1：Debug,初始化为115200 ws2812_init(); printf("System Init OK ...\r\n"); while(1) { times++; if(times > 8) times = 0; switch(times) { case 0: ws2812_rgb(1, WS_RED); ws2812_rgb(2, WS_GREEN); ws2812_rgb(3, WS_BLUE); ws2812_rgb(4, WS_WHITE); ws2812_rgb(5, WS_PURPLE); ws2812_rgb(6, WS_YELLOW); ws2812_rgb(7, WS_BROWN); ws2812_rgb(8, WS_BLUE); ws2812_refresh(8); break; case 1: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(1, WS_RED); ws2812_refresh(8); break; case 2: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(2, WS_GREEN); ws2812_refresh(8); break; case 3: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(3, WS_BLUE); ws2812_refresh(8); break; case 4: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(4, WS_WHITE); ws2812_refresh(8); break; case 5: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(5, WS_PURPLE); ws2812_refresh(8); break; case 6: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(6, WS_YELLOW); ws2812_refresh(8); break; case 7: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(7, WS_BROWN); ws2812_refresh(8); break; case 8: memset(ws_data,0,WS_ARRAY_SIZE*sizeof(u8)); ws2812_rgb(8, WS_BLUE); ws2812_refresh(8); break; } delay_ms(1000); } } 1.
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颜色RGB值查询
颜色的RGB值和名称可以参考下面链接：
https://code.ziqiangxuetang.com/try/color.py
程序中颜色预定义如下：
#define WS_DARK 0,0,0 #define WS_WHITE 255,255,255 #define WS_RED 255,0,0 #define WS_GREEN 0,255,0 #define WS_BLUE 0,0,255 #define WS_YELLOW 255,255,0 #define WS_PURPLE 255,0,255 #define WS_CYAN 0,255,255 #define WS_BROWN 165,42,42 1.
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