目錄

一、簡介

二、所需材料

三、官方例程

四、使用方法

4.1 RMT初始化

4.2 WS2812初始化

4.3 點(diǎn)亮WS2812

五、LED顏色漸變

5.1 第一種實(shí)現(xiàn)方法

5.2 第二種實(shí)現(xiàn)方法

5.3 彩虹跑馬燈

一、簡介

????????官方關(guān)于RMT的介紹：RMT（紅外遙控器）是一個(gè)紅外發(fā)送／接收控制器, 其特殊設(shè)計(jì)支持生成各類信號(hào)。紅外遙控發(fā)射器從內(nèi)置的 RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）區(qū)中讀取連續(xù)的脈沖碼, 并對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制。盡管RMT外設(shè)主要用于遠(yuǎn)程紅外應(yīng)用，由于其靈活的數(shù)據(jù)格式，RMT同樣可支持其它協(xié)議。WS2812是集成了驅(qū)動(dòng)電路和單線控制的數(shù)字RGB LED，其協(xié)議數(shù)據(jù)格式兼容于RMT外設(shè)。

? ? ? ? 詳細(xì)參考：ESP-IDF 編程指南 Remote Control (RMT)

????????由于RMT的靈活特性，自然也可以編程以用于控制WS2812燈條。

二、所需材料

平臺(tái)：VScode+ESP-IDF?

ESP32開發(fā)板? ? ? ? ????????×1

WS2812燈條? ? ? ? ? ? ? ? ?×1

連接線? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?若干

三、官方例程

????????官方給出了相關(guān)的庫以及相應(yīng)的參考例程，那只要學(xué)會(huì)怎么用輪子就可以了。

????????首先?ctrl+shift+p?打開命令面板，鍵入?ESP-IDF show examples projects?：

打開ESP-IDF example界面，找到 led_strip 例程：

點(diǎn)擊 使用例程i2s_adc_dac創(chuàng)建項(xiàng)目就可以了。

? ? ? ?

四、使用方法

4.1 RMT初始化

? ? ? ? 對(duì)RMT的初始化需要設(shè)置?rmt_config_t?中的相關(guān)參數(shù)，根據(jù)官方的說明：

填好相關(guān)參數(shù)后，需要調(diào)用函數(shù)?rmt_config()???????以使初始化參數(shù)有效和函數(shù)?rmt_driver_install()?安裝驅(qū)動(dòng)。相應(yīng)代碼：

// 使用默認(rèn)參數(shù)填入rmt_config_t結(jié)構(gòu)體rmt_config_t config = RMT_DEFAULT_CONFIG_TX(CONFIG_EXAMPLE_RMT_TX_GPIO, RMT_TX_CHANNEL);// 將時(shí)鐘設(shè)置為40MHzconfig.clk_div = 2;// 調(diào)用兩個(gè)函數(shù)完成初始化ESP_ERROR_CHECK(rmt_config(&config));ESP_ERROR_CHECK(rmt_driver_install(config.channel, 0, 0));

4.2 WS2812初始化

? ? ? ? WS2812的初始化簡單一點(diǎn)：

// install ws2812 driver 安裝ws2812驅(qū)動(dòng)led_strip_config_t strip_config = LED_STRIP_DEFAULT_CONFIG(CONFIG_EXAMPLE_STRIP_LED_NUMBER, (led_strip_dev_t)config.channel);led_strip_t *strip = led_strip_new_rmt_ws2812(&strip_config);if (!strip) {    ESP_LOGE(TAG, "install WS2812 driver failed");}// Clear LED strip (turn off all LEDs)關(guān)閉所有ws2812ESP_ERROR_CHECK(strip->clear(strip, 100));

????????根據(jù)?led_strip_config_t 的定義，該結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)參數(shù)為WS2812燈的數(shù)量，第二個(gè)參數(shù)為RMT的通道值。

/*** @brief LED Strip Configuration Type**/typedef struct {    uint32_t max_leds;   /*!< Maximum LEDs in a single strip */    led_strip_dev_t dev; /*!< LED strip device (e.g. RMT channel, PWM channel, etc) */} led_strip_config_t;

這樣就完成了初始化，可以開始使用了。

4.3 點(diǎn)亮WS2812

????????使用 led_strip_s 結(jié)構(gòu)體中的 set_pixel 函數(shù)設(shè)置各個(gè)燈珠的8位RGB值。使用該函數(shù)逐一設(shè)置每個(gè)燈珠的值，燈珠的位置從0開始計(jì)數(shù)，每調(diào)用一次設(shè)置一個(gè)燈珠。

? ? ? ? 設(shè)置好燈珠顏色后，調(diào)用 refresh 函數(shù)將顏色更新到燈條上。

/*** @brief Set RGB for a specific pixel 設(shè)置特定燈珠的RGB值** @param strip: LED strip WS2812的結(jié)構(gòu)體* @param index: index of pixel to set 需要設(shè)置的燈的位置下標(biāo)，從0開始* @param red: red part of color 紅色的值* @param green: green part of color 綠色的值* @param blue: blue part of color 藍(lán)色的值** @return*      - ESP_OK: Set RGB for a specific pixel successfully*      - ESP_ERR_INVALID_ARG: Set RGB for a specific pixel failed because of invalid parameters*      - ESP_FAIL: Set RGB for a specific pixel failed because other error occurred*/esp_err_t (*set_pixel)(led_strip_t *strip, uint32_t index, uint32_t red, uint32_t green, uint32_t blue);/*** @brief Refresh memory colors to LEDs 用內(nèi)存中的顏色更新LEDs** @param strip: LED strip WS2812的結(jié)構(gòu)體* @param timeout_ms: timeout value for refreshing task 更新任務(wù)超時(shí)的值** @return*      - ESP_OK: Refresh successfully*      - ESP_ERR_TIMEOUT: Refresh failed because of timeout*      - ESP_FAIL: Refresh failed because some other error occurred** @note:*      After updating the LED colors in the memory, a following invocation of this API is needed to flush colors to strip.*      在更新內(nèi)存中的LED顏色值后，需要調(diào)用該API將顏色更新到燈條上。*/esp_err_t (*refresh)(led_strip_t *strip, uint32_t timeout_ms);

簡單使用：

uint32_t Green=100, Red=100, Blue=100;for(int j=0; j < LED_Number; j ++){    // 設(shè)置ws2812的RGB的值    ESP_ERROR_CHECK(strip->set_pixel(strip, j, Red, Green, Blue));}// 給WS2812發(fā)送RGB的值ESP_ERROR_CHECK(strip->refresh(strip, 100));

五、LED顏色漸變

? ? ? ? 我寫了一個(gè)顏色漸變的程序，三種顏色的值按照正弦變化，兩兩錯(cuò)開120°。原理如圖

????????根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)程序，LED燈顏色在漸變時(shí)的過度就會(huì)十分自然。LED所顯示的顏色依次為紅、橙、黃、綠、靛、紫。

具體代碼如下：

5.1 第一種實(shí)現(xiàn)方法

? ? ? ? 第一種方法預(yù)先計(jì)算好正弦函數(shù)的樣本值，并存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)組中，然后依次把元素的值作為RGB的值發(fā)送給LED燈條，實(shí)現(xiàn)顏色漸變效果。

????????函數(shù)聲明（放在頭文件中）：

/** * @brief 所有燈顏色漸變效果，注：必須同時(shí)包含SinValue[]數(shù)組才能使用 *  * @param strip LED燈帶的結(jié)構(gòu)體 * @param LED_Number 點(diǎn)亮的LED的數(shù)量 * @param GradualChangeRate LED漸變的速度，數(shù)值越大，速度越慢，一般為50 */void WS2812B_ColourGradualChange1(led_strip_t *strip,uint16_t LED_Number,uint16_t GradualChangeRate);

函數(shù)定義（放在庫文件中）：

/** * @brief sin()函數(shù)從0到2π的樣本值，一共255個(gè)點(diǎn)，最大值為255，最小值為0 *  * 離散信號(hào)函數(shù)：SinValue(k)=(255*sin(2*k*π/255)+255)/2 （四舍五入取整數(shù)） *  */uint8_t  const SinValue[256]={	128,   131,   134,   137,   140,   143,   147,   150,   153,   156,                                159,   162,   165,   168,   171,   174,   177,   180,   182,   185,                                188,   191,   194,   196,   199,   201,   204,   206,   209,   211,                                214,   216,   218,   220,   223,   225,   227,   229,   230,   232,                                234,   236,   237,   239,   240,   242,   243,   245,   246,   247,                                248,   249,   250,   251,   252,   252,   253,   253,   254,   254,                                255,   255,   255,   255,   255,   255,   255,   255,   255,   254,                                254,   253,   253,   252,   251,   250,   249,   249,   247,   246,                                245,   244,   243,   241,   240,   238,   237,   235,   233,   231,                                229,   228,   226,   224,   221,   219,   217,   215,   212,   210,                                208,   205,   203,   200,   198,   195,   192,   189,   187,   184,                                181,   178,   175,   172,   169,   166,   163,   160,   157,   154,                                151,   148,   145,   142,   139,   136,   132,   129,   126,   123,                                120,   117,   114,   111,   107,   104,   101,    98,    95,    92,                                89,    86,    83,    80,    77,    74,    72,    69,    66,    63,                                 61,    58,    55,    53,    50,    48,    45,    43,    41,    38,                                 36,    34,    32,    30,    28,    26,    24,    22,    21,    19,                                 17,    16,    14,    13,    12,    10,     9,     8,     7,     6,                                 5,     4,     4,     3,     2,     2,     1,     1,     1,     0,                                  0,     0,     0,     0,     1,     1,     1,     2,     2,     3,                                3,     4,     5,     6,     6,     7,     9,    10,    11,    12,                                  14,    15,    17,    18,    20,    21,    23,    25,    27,    29,                                 31,    33,    35,    37,    40,    42,    44,    47,    49,    52,                                 54,    57,    59,    62,    65,    67,    70,    73,    76,    79,                                 82,    85,    88,    91,    94,    97,   100,   103,   106,   109,                                  112,   115,   118,   121,   125,   128};void WS2812B_ColourGradualChange1(led_strip_t *strip, uint16_t LED_Number, uint16_t GradualChangeRate){    uint32_t Green=0,Red=0,Blue=0;	uint8_t i,ir,ib;	for(i=0;i<255;i++)	{		ir=i+85;		ib=i+170;		Green=SinValue[i];		Red=SinValue[ir];		Blue=SinValue[ib];        for(int j=0; j < LED_Number; j ++){            // 設(shè)置ws2812的RGB的值            ESP_ERROR_CHECK(strip->set_pixel(strip, j, Red, Green, Blue));        }        // 給WS2812發(fā)送RGB的值        ESP_ERROR_CHECK(strip->refresh(strip, 100));        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(GradualChangeRate));	}}

?將代碼放在庫中便可直接調(diào)用。

5.2 第二種實(shí)現(xiàn)方法

? ? ? ? 第二種方法使用 math.h 中的sin()函數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算RGB各自的值，并發(fā)送給LED燈條。

????????函數(shù)聲明（放在頭文件中）：

/** * @brief 所有燈顏色漸變效果 *  * @param strip:LED燈帶的結(jié)構(gòu)體 * @param LED_Number:點(diǎn)亮的LED的數(shù)量 * @param GradualChangeRate:LED漸變的速度，數(shù)值越大，速度越慢，一般為50 */void WS2812B_ColourGradualChange2(led_strip_t *strip,uint16_t LED_Number,uint16_t GradualChangeRate);

函數(shù)定義（放在庫文件中）：

// 必須包含math.h庫#include <math.h>void WS2812B_ColourGradualChange2(led_strip_t *strip,uint16_t LED_Number,uint16_t GradualChangeRate){    uint32_t Green=0,Red=0,Blue=0;    for(uint16_t i=0; i<628; i++)    {        // 使用sin()函數(shù)分別計(jì)算三原色的值        Green = (int)(127*sin(i/100.0)+127);        Red = (int)(127*sin((i+209.3)/100)+127);        Blue = (int)(127*sin((i+418.7)/100)+127);        for(int j=0; j < LED_Number; j ++){            // 設(shè)置ws2812的RGB的值            ESP_ERROR_CHECK(strip->set_pixel(strip, j, Red, Green, Blue));        }        // 給WS2812發(fā)送RGB的值        ESP_ERROR_CHECK(strip->refresh(strip, 100));        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(GradualChangeRate));    }}

兩種實(shí)現(xiàn)方法的效果差別不大

5.3 彩虹跑馬燈

? ? ? ? 依舊使用前述原理實(shí)現(xiàn)彩虹跑馬燈效果，每個(gè)燈的顏色均不同。

? ? ? ? 函數(shù)聲明（放在頭文件中）：

/** * @brief 彩虹跑馬燈效果 *  * @param strip:LED燈帶的結(jié)構(gòu)體 * @param LED_Number:點(diǎn)亮的LED的數(shù)量 * @param GradualChangeRate:LED漸變的速度，數(shù)值越大，速度越慢，一般為50 */void WS2812B_TrottingHorseLamp1(led_strip_t *strip,uint16_t LED_Number,uint16_t GradualChangeRate);

? ? ? ? 函數(shù)定義（放在庫文件中）：

void WS2812B_TrottingHorseLamp1(led_strip_t *strip, uint16_t LED_Number, uint16_t GradualChangeRate){    uint32_t Green=0,Red=0,Blue=0;	uint8_t i,ir,ib;	for(i=0;i<256;i++)	{		ir=i+85;		ib=i+170;        for(int j=0; j < LED_Number; j ++){            // 根據(jù)燈珠的位置計(jì)算RGB的值		    Green = SinValue[(i+10*j)%256];		    Red = SinValue[(ir+10*j)%256];		    Blue = SinValue[(ib+10*j)%256];            // 設(shè)置ws2812的RGB的值            ESP_ERROR_CHECK(strip->set_pixel(strip, j, Red, Green, Blue));        }        // 給WS2812發(fā)送RGB的值        ESP_ERROR_CHECK(strip->refresh(strip, 100));        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(GradualChangeRate));	}}

????????這樣便可實(shí)現(xiàn)平滑的彩虹跑馬燈效果。