RGB耳环 V1.0

一、WS2812概述：

WS2812 内部集成了处理芯片和3颗不同颜色的led灯（红，绿，蓝），通过单总线协议分别控制三个灯的亮度强弱，达到全彩的效果。

1、数据传输时间：

2、时序波形图：

3、24 bit数据结构：

每一个灯需要 8 bits（1 byte） 的数据 (8个1时最亮、8个0时不亮)，所以一颗 ws2812 共需要24 bits（3 bytes） **(24个1时最亮、24个0时不亮)**的数据。

注：高位先发，按照 GRB 的顺序发送数据

二、WS2812驱动的几种方式

1、使用 延时函数

直接翻转IO口产生时序，这种方式最为简单易用，只需要控制延时的时间，就可以从产生0和1码，它需要占用系统资源。
2、通过SPI控制

使用 SPI 数据传输产生时序，只需要控制在合适的波特率，在传输不同数据的时候，可以产生符合要求的0和1码，这种方式需要等同于使用了一个SPI设备。
3、使用 DMA+Timer 产生时序

这种方式需要使用一个定时器，其中一个通道固定产生一个周期1.25us的PWM，占空比2/3，接着需要另一个通道，在周期的1/3处搬运数据到IO口，若为1，PWM不变，若为0，PWM则为0码，这种方式有更大的局限性，由于DMA只能搬运至少一个字节，所以每次会同时改变8个IO口的高低电平，或许使用位带操作可以解决这问题
4、使用 Timer+PWM+DMA 产生时序

本文讨论的实现方案，这种方案有2种驱动的方式，一种是直接建立一个大的数组，存放所有灯珠的数据，然后启动DMA传输，第二种是建立2个灯组数据大小的数组，当DMA传输一个灯珠数据时，改变另一个灯组数据，通过不断改变数组的方式，节约内存，相比较而言，第一种方式较为直观，第二种方式则可以解决灯珠较多的情况，本文讨论第一种的原理和程序的实现。

三、TIM+PWM+DMA驱动WS2812
定时器 TIM 用以产生一个固定周期的PWM，DMA用以改变PWM 的占空比：

如图，DMA通过不断的搬运数据到定时器调节占空比的CCR寄存器，实现ws2812时序的产生，在STM32中，通过配置外设可实现：定时器每产生一次溢出事件（即计数完成），就请求一次DMA搬运一个数据（长度：字节/半字/字可选），所以用户只需要将数据排列在数组里，就可以产生所需要的时序。
四、原理图介绍

1、主控电路：

采用STM32F103C8T6这款单片机，加入必要的滤波电容，使其防止波形不稳。

2、晶振电路：

采用贴片的8MHz晶振使其节约空间。

3、复位电路：

4、电源电路：

采用AMS117-3.3对宽电压输入非常友好。加入滤波电容使其波形更加平顺，提供一个3.3V的稳压电源，为单片机供电。

5、指示灯电路：

加入指示灯是指示PCB板有没有电源输入，为了更好地看清PCB板是否在工作状态。

6、下载电路：

此接口是为方便调试才引入，调试完成后次针脚可撤除，影响成品美观性。

7、电源接口：

此接口为PCB板提供一个电池电源，为整个PCB板供电。

8、RGB灯电路：

相较于直驱RGB灯，此内置芯片集成的WS2812灯占用针脚少，方便在拥挤的PCB板上布线，可增加其拓展性。

五、PCB介绍

1、顶层：

2、底层：

3、整体：

6、3D仿真图