WS2812三基色彩灯@AI8051U,最多同时驱动2730个,DMA-SPI输出控制,不占CPU时间

STC新征程1

5 `7 @) d0 x# y3 [, z
WS2812三基色彩灯@AI8051U
& A4 V0 c7 a. N7 G' `. B* Z===最多同时驱动2730个三基色彩灯
. N4 ]  g* D! B) K6 T===DMA-SPI输出控制@AI8051U，不占CPU时间
AI8051U SPI DMA输出控制WS2812三基色彩灯程序，32K SRAM
使用 SPI-MOSI 输出经过反相器反相驱动WS2812 三基色彩灯,
DMA传输，32K SRAM轻松驱动最多2730个灯:
& m4 a  Y+ L5 m0 i8 p$ L* P. A由于SPI的一个字节输出完毕后AI8051U的MOSI会恢复高电平，
所以输出要反相，8H8K64U/32G12K128系列不需要反向。
使用AI8051U自带的模拟比较器实现反相。
本例使用P1.5/MOSI输出驱动信号（用户可以切换到别的脚）,
7 O5 o* x: W0 G; T       接到P4.6/CMP+，CMP-使用内部的 1.19V辅助参考信号源，
! n8 W+ |( V( |/ @4 m9 n3 J; x( I. r通过比较器的反相输出，从P4.5/CMPO输出驱动WS2812。
# h* @) L7 a1 r' w, G4 H* Z只用到MOSI驱动WS2812，但由于SPI的3个信号是捆绑在一起的
4 e. ^  Y' L, b  H  Z1 R4 f===MISO、SCLK不能做它用。
本例P1.6-MISO、P1.7-SCLK被SPI占用，不能做他用。  
这 SPI 留了这么个绝活 支持 WS2812B ！！！

& f# _6 D4 z. K( T
9 g" V, k- _4 k! X% m$ `本例驱动60个灯，接成环状。
5 X$ i$ M! H0 V7 K" FSPI发送720字节，DMA启动后自动发送完所有的数据，不占CPU时间。

" [: w1 M& ~/ d5 E' T, J% {! }每个灯3个字节，分别对应绿、红、蓝则，MSB先发.
& f. K) K" L6 o8 D800KHz码率,
数据0(1/4占空比): H=0.3125us  L=0.9375us,
数据1(3/4占空比): H=0.9375us  L=0.3125us,
) j. x( @& Z) a; E* vRESET>=50us.
* Z& M6 G8 C4 D6 V高电平时间要精确控制在要求的范围内,
低电平时间不需要精确控制, 大于要求的最小值并小于RES的50us即可.
1 y, w1 J& O3 T% X$ {
% J3 v- }$ p3 G( yWS2812S的标准时序如下:
" h+ _& R3 `8 E" h$ ]( fTH+TL = 1.25us±150ns, RES>50us
T0H = 0.25us±150ns = 0.10us - 0.40us
T0L = 1.00us±150ns = 0.85us - 1.15us
5 G: T0 x* {/ @7 g7 W  [4 {T1H = 1.00us±150ns = 0.85us - 1.15us
  i2 z7 s0 o2 y# G' m' j  UT1L = 0.25us±150ns = 0.10us - 0.40us
0 x- \6 [* @0 [8 L7 U: m两个位数据之间的间隔要小于RES的50us.

6 S% Q2 g: @. p$ m0 s, D  l- QSPI方案:
由于SPI的一个字节输出完毕后P1.5-MOSI会恢复高电平，所以输出要反相。
使用mcu自带的模拟比较器实现反相。
6 j. D3 T5 a/ j$ J  ]! [# l本例使用P1.5-MOSI输出驱动信号, 接到P4.6-CMP+，CMP-接内部1.19V，
通过比较器反相从P4.5-CMPO输出驱动WS2812。
$ a! R# l- Z. R/ R: K由于使用SPI主机模式，则P1.6、P1.7被SPI占用，不能做他用。

+ B) _3 Z9 n0 _用SPI传输, 速度3.0~3.5MHz，以3.2MHz为最佳, MSB先发,
6 Y' _3 |) G& O6 y2 U* ^9 `2 {每个字节高4位和低4位分别对应一个位数据,
" [# v* J% @9 U# S0111(反相后是1000)为数据0, 0001(反相后是1110)为数据1.
SPI数据位          D7 D6 D5 D4    D3 D2 D1 D0
SPI数据             0  1  1  1     0  0  0  1
比较器反相输出  1  0  0  0     1  1  1  0
                    WS2812数据0    WS2812数据1
SPI数据高半字节对应的WS2812数据0-->0x70, 数据1-->0x10,
SPI数据低半字节对应的WS2812数据0-->0x07, 数据1-->0x01,
& S, s& o8 g9 a7 H5 a/ g; e$ y/ S主频25.6MHz, SPI分频8 = 3.2MHz. 最佳.
: F1 Z6 I6 L; C& g& k  c
0 _+ z8 c( o9 a电路预览（附件带PDF电路）：
" P; N& i4 v, ?0 a
) p! A4 a6 A& h) O

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