RA2E1通过SPI驱动灯带

1.概述

本期分享的是使用RA2E1通过SPI的MOSI脚产生WS2812的控制时序，实现灯带控制的效果。

2.灯带介绍

WS2812是24位(1600万）色LED灯源芯片，集成了信号整形控制、电源反接保护等功能，5V安全供电，性价比高，在智能灯带市场中应用非常广泛。芯片以级联的方式串接起来，每颗灯源可单独寻址控制，根据需要的长度和间距，定制出各种显示效果，如直线灯带、环形、点阵屏等。很多创客喜欢用WS2812彩灯DIY一些酷炫的项目，可以说网上关于WS2812的资料是比较丰富的。有用不同的控制核心实现控制，以及通过不同的方式进行控制。我们选用RA的SPI（默认使能DTC）MOSI口实现WS2812控制时序的输出。

WS2812需要的时序是这样的：

需要注意的是不同厂家的产品时序略有差别，实际需要根据手册调整代码，以产生对应控制波形。

3.软件配置

e2studio中如下配置RA2E1的SPI:

8M的SPI波特率，一个位的时间等于1s ÷ 8 × 10^6，为0.125μs。

WS2812需要的0码对应SPI发送 0b 1100 0000

WS2812需要的1码对应SPI发送 0b 1111 1000

设置SPI发送下面数据：

4.烧录测试

烧录后实际测一下P213引脚波形

复位

0码

1码

实际效果

5.例程获取

欢迎follow我们的gitee仓库获取更多示例代码及相关资料：https://gitee.com/ramcu/ra-eco-ra2-e1-48-pin

模块已接口化实现，方便调用

/*
 * ws2812.h
 *
 *  Created on: 2021年12月21日
 *      Author: ramcu
 */

#ifndef WS2812_H_
#define WS2812_H_
#include "hal_data.h"

#define NUMPIXELS   (16)
#define NUMRES      (60)
#define SPIBUFL     ((NUMPIXELS) * 3 * 8 + NUMRES)

void ws2812Init(void);
void show(void);
void clear(void);
void setPixelColor(uint16_t n, uint8_t g, uint8_t r, uint8_t b);

#endif /* WS2812_H_ */

/*
 * ws2812.c
 *
 *  Created on: 2021年12月21日
 *      Author: ramcu
 */
#include "ws2812.h"

static uint8_t spidate[SPIBUFL] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \
                                    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \

                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8, 0xf8,  \
                                    0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xc0, 0xf8, 0xf8, 0xf8, 0xf8
                                };

void ws2812Init(void)
{
    R_SCI_SPI_Open(&g_spi0_ctrl, &g_spi0_cfg);
}

void show(void)
{
    R_SCI_SPI_Write(&g_spi0_ctrl, spidate, SPIBUFL, SPI_BIT_WIDTH_8_BITS);
    R_BSP_SoftwareDelay(80, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
}

void clear(void)
{
    memset(& spidate[NUMRES], 0xc0, (NUMPIXELS) * 3 * 8);
}

void setPixelColor(uint16_t n, uint8_t g, uint8_t r, uint8_t b)
{
    if (n < NUMPIXELS) {
      uint8_t *p;
      p = &spidate[NUMRES + n * 24];
      for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
      {
          *(p + i) = (0 == (g & (1 << (7 - i)))) ? 0xc0 : 0xf8;
      }
      for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
      {
          *(p + i + 8) = (0 == (r & (1 << (7 - i)))) ? 0xc0 : 0xf8;
      }
      for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
      {
          *(p + i + 16) = (0 == (b & (1 << (7 - i)))) ? 0xc0 : 0xf8;
      }
    }
}

void hal_entry(void)
{
    /* TODO: add your own code here */
    ws2812Init();

    while(1)
    {
        clear();

        for(uint8_t i = 0; i < NUMPIXELS; i++)
        {
            setPixelColor(i, 0, 0, i + 4);
            show();
            R_BSP_SoftwareDelay(50, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        }

    }