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news 2025/9/15 22:57:07

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WS2812B是一颗集控制与发光于一体的智能LED光源，采用24bit单线串行协议来实现RGB三色的控制，每颗灯珠可以实现256级亮度，16777216种全真色彩显示。看到B站网友发布的关于点亮WS2182视频后，RGB三原色混合后能得到不同的亮度和不同的颜色，感觉灯珠的确很炫，萌生了买一条来玩玩的想法。2022年从淘宝上买了一条8位的灯条，放了两年，近期一时兴起打开测试，几经测试只能点亮三颗，一度认为是编程上出现了问题，调试了半天没有任何进展最终还是放弃，决定重新淘上一块来测试验证，新品到货点亮后一切正常。下面将使用C51单片机驱动灯珠的过程记录下来。

一、硬件平台：

1、C51测试平台：

目前手上能用的测试C51平台有两块，一块是老平台STC89C52RD时钟为12M，还有一块是STC15W408AS。网上说STC89C52这种12T的单片机不能驱动WS2812，这里纠正一下，不是不能驱动，而是当前时钟为12M时不能驱动，当时钟频率为12M时一个机器周期大约为1us，而驱动灯珠最低需要0.35us，提高时钟频率至33M以上还是能驱动的。另外一块STC15W408AS的单片机属于1T的单片机，在12M的时钟频率下一个机器周期0.08us右左，为了省事自然是选择了后者。

2、WS2812测试灯条：

从淘宝上购买的灯条外观如下图：

电路的连接方式采用串联方式，如下图所示：

二、硬件连接：

序号	C51平台	灯条
1	+5V	+5V
2	GND	GND
3	P12	IN

三、时序分析：

1、输入码型：

WS2812输入的码型总共三种，分别为0码、1码、Reset码。其中0码和1码通过高低电平时长来区分，每条码大约1.5us左右。而Reset码即复位码，通过拉低一定时长来识别区分，每条码50us左右，其在时序中的用于间隔两个数据帧。

下表为传输时间表：

2、单个灯珠的传输：

单个WS2812灯珠的数据结构如下图，每个灯珠以24bit位+复位码为基础一帧数据，24bit的组成8bit绿+8bit红+8bit蓝组成，由绿红蓝三原色混合成不同的颜色，其中三种单色有28种即256种颜色。

3、8个灯珠的传输：

8个灯珠采用串接方式，即D1的DO接D2的DI，D2的DO接D3的DI，如下图所示

第一个复合帧的结构如下：

D1(24bit)+ D2(24bit)+ D2(24bit)+...+ D8(24bit)+复位码

四、部分源码：


void setWs2812(unsigned char flag,unsigned char G,unsigned char R,unsigned char B)
{unsigned char i,j,temp;unsigned char p[3];if(flag)//当flag的值为1时显示点亮灯珠{p[0]=G;p[1]=R;p[2]=B;}else//当flag的值为0时显示关闭灯珠{p[0]=p[1]=p[2]=0x00;}for(i=0;i<3;i++)//发送24bit{temp=p[i];for(j=0;j<8;j++){if(temp&0x80)//1码{DI=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DI=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();		}else//0码{DI=1;_nop_();_nop_();			DI=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();			}temp=(temp<<1);}}	}void setWs2812Frame(unsigned char id,unsigned G,unsigned char R,unsigned char B)
{unsigned char i;for(i=0;i<id;i++){setWs2812(1,G,R,B);/****if(i==(id-1)){setWs2812(1,G,R,B);}else{setWs2812(0,G,R,B);}****/}ResetLed();
}
//点亮单颗WS2812
void setWs2812(unsigned char flag,unsigned char G,unsigned char R,unsigned char B)
{unsigned char i,j,temp;unsigned char p[3];if(flag)//当flag的值为1时显示点亮灯珠{p[0]=G;p[1]=R;p[2]=B;}else//当flag的值为0时显示关闭灯珠{p[0]=p[1]=p[2]=0x00;}for(i=0;i<3;i++)//发送24bit{temp=p[i];for(j=0;j<8;j++){if(temp&0x80)//1码{DI=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DI=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();		}else//0码{DI=1;_nop_();_nop_();			DI=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();			}temp=(temp<<1);}}	
}
//复位码
void ResetLed()
{DI=0;Delay60us();}
//点亮8颗
void setWs2812Frame(unsigned char id,unsigned G,unsigned char R,unsigned char B)
{unsigned char i;for(i=0;i<id;i++){setWs2812(1,G,R,B);		}ResetLed();
}

五、效果展示：