WS2812氛围灯_基于AI8051U

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项目简介

本项目是基于AI8051U单片机的WS2812氛围灯，具有板载9个灯珠控制以及外接60个WS2812灯珠的灯带控制功能，可实现炫酷的RGB灯光效果。

项目功能

本设计是基于AI8051U单片机设计的氛围灯，具备1个独立按键、9个级联WS2812灯珠和两个WS2812灯带扩展接口。
通过按键可以实现5档灯珠控制效果，分别为：
（1）1档：点亮一个灯珠。
（2）2档：点亮9个不同颜色灯珠。
（3）3档：9个灯珠呼吸灯效果。
（4）4档：9个灯珠流水灯。
（5）5档：板载灯珠显示X，扩展灯带EX1实现6种颜色灯段流水。

项目参数

（1）主控芯片：采用AI8051U单片机，主频高，可实现ns级时间控制，满足WS2812灯珠的时序控制要求，容量大，方便进行更多灯带扩展，自带USB功能，可实现USB直接下载和通讯控制。
（2）WS2812灯珠：RGB灯珠，自带IC，具备自动整形转发功能，采用单线控制，结构简单，易于做成灯带控制。

原理解析（硬件说明）

本项目由以下部分组成：
（1）电源：可用TYPE-C接口直接供电，有过流保护保险丝、电源开关。
（2）灯光：使用WS2812灯珠，每个灯珠旁加0.1uF电容，减少高频干扰。
（3）按键：可用于实现USB下载控制和灯珠档位控制
（4）扩展接口：+5V、数据线、地线，用于外扩灯带。

备注：具体原理和功能见原理图模块左上角注释部分说明。

测试分析

1.波形完整性分析：如下图，波形完整，数据传输频率约600kHz。

2.WS2812灯珠0码分析，如下图，官方手册要求典型值为：0.295us高电平+0.595低电平，实测为：0.300us高电平+0.650us低电平，在符合条件范围之内。

3.WS2812灯珠1码分析，如下图，官方手册要求典型值为：0.595us高电平+0.295低电平，实测为：0.630us高电平+0.670us低电平，高电平时间符合要求，由于单片机CPU运行指令需要时间，在软件模拟时序下，低电平无法做到更短，查数据手册可知，低电平时间小于15us即可，故在符合条件范围之内。

4.前后灯珠数据传输延迟时间分析，如下图，前后灯珠数据传输延迟时间约160ns，在官方的500ns时间之内。