关于单片机做画面显示的探讨, 从点灯到点屏 | 增加【1线制硬件WS2812总线】
点灯,规划增加专门的【1线制硬件WS2812总线】最近看到不少的小伙伴在讨论点灯、点屏的问题,随着STC单片机的迅猛发展,
其实目前能驱动的或者说能实现的点亮方式非常多,像上述的框图中的四种,每一种都有对应的专用MCU
(1)LED/数码管:STC8H4K64TL系列 (参考官网/论坛触摸电子琴等的代码:https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1380)
(2)OLED:STC8H,STC32,AI8051系类等所有带IIC/SPI接口的MCU(参考官网屠龙刀/开天斧等的代码)
(3)TFT:STC8H,STC32,AI8051系类等所有带SPI/LCM接口的MCU (参考老梁示波器/STC8H试验箱/STC32G试验箱/AI8051U试验箱等的代码)
(4)段码屏:STC8H4K64TLCD系列 (参考官网/论坛段码屏的代码:https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=7070)
当然,上面列举的几种已经是烂大街的几种了,这里来讨论几个冷门赛道的点灯、点屏方式:
(1)WS2812的点灯/屏:
例如论坛的这个雪花灯:https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=6591
又或者这个多花样的:https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=292)
类似这样的灯其实可玩性非常高,他的优点就在于只要一个IO就可以控制几百上千个的LED,
但是缺点也非常明显,就是对时序要求极高,且成本略高。常用于灯条的控制和小彩屏的控制
可以看到他只需要最少一个IO口无限级联就可以实现各种颜色花式的展示,
但点亮一个灯需要1.25us(±150ns)* 24 的时间,也就是30us左右一个灯,
所以在单IO驱动的时候,灯数越多,刷新的越慢!在STC单片机中,常见的几个点灯方式如下:
1.IO直接模拟时序逻辑(不推荐):因为这种方法太占用资源,通过不断的延时消耗,且容易受中断的干扰,在做低成本,灯珠少,功能少的项目的时候可以采用,比如小台灯等。
2.SPI接口直驱:可以兼容绝大多数带SPI接口的MCU,优点是可以释放很多的MCU资源,缺点是会额外占用MISO和SCLK的两个引脚。(可以配合DMA,有多大内存就可以完美刷新多少的灯)
参考:WS2812彩灯@AI8051U,同时驱动2730个,DMA支持USART1-SPI或USART2-SPI或SPIhttps://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=10810
3.PWM接口直驱:可以释放很多的MCU资源且只需要占用一个IO即可,缺点是单脉冲PWM模式下会频繁的进中断。(可以配合DMA,有多大内存就可以完美刷新多少的灯)
参考:基于PWM的驱动ws2812视频效果实现https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=367
当然其实还有别的方式也可以驱动,但是相对来说在STC的MCU上上面的几种方式相对来说比较好用,当然尤其是最近的PWM+DMA的的方式爆火之后,其实完全可以用它来做64*32的桌面摆件,配和小的0606的灯珠可以做到像素屏的画质,以64*32来计算,需要2048个灯珠,分成4组(也就是四个PWM口驱动)的话每个端口512个LED,只需要512*30us = 15.36ms即可完成一屏幕的刷新,可以得到近乎60HZ的刷新率的小显示屏!做全彩的歌词显示或者胸牌非常合适。
(2)LCM接口通过8080接口点亮全彩LED单元屏:
这种LED的单元板非常常见,路边的广告牌,门头牌,大屏幕均可使用他来做!
其实这个屏幕的基本原理非常简单,就是控制RGB的三色灯,通过高刷实现全彩的显示,但是需要超高的速度才能实现全彩的效果,
attach://57961.mp4
上述这个小效果,甚至可以无限级联下去的效果就可以用这个屏幕分分钟的做出来~可以直接用LCM的8080口驱动!效果非常理想!
点阵屏适合干这种大的广告牌,牌越长点阵屏幕越吃香,
数量少的灯就是ws2812的灯板更吃香。
32*32及以下的灯珠可以用ws2812的驱动更好,
大的就用全彩LED点阵屏
后续增加专门的 【1线制硬件WS2812总线】来支持大家点灯
硬件一线WS2812接口(1-Wire),DMA直接驱动,已仿真通过 - QSPI/3组SPI/I2S/I2C,一线制温湿度传感器 国芯技术交流网站 - AI32位8051交流社区 (stcaimcu.com)
【新提醒】WS2812彩灯@AI8051U,DMA-PWMA驱动,最多1365个灯同时, 32K SRAM - BLDC/144MHz-PWM-硬件移相/45路PWM+3路CCP/7组不同周期的PWM/DAC 国芯技术交流网站 - AI32位8051交流社区 (stcaimcu.com)
【新提醒】WS2812三基色彩灯@AI8051U,最多同时驱动2730个,DMA-SPI输出直接驱动,不占CPU时间 - QSPI/3组SPI/I2S/I2C,一线制温湿度传感器 国芯技术交流网站 - AI32位8051交流社区 (stcaimcu.com)
大家把 增加专门的【1线制硬件WS2812总线】,点灯,帮好好规划下
神农鼎 发表于 2024-9-23 22:16
大家把 增加专门的【1线制硬件WS2812总线】,点灯,帮好好规划下
要兼容4字节的SK6812(RGBW灯)和
TM3130单总线数码管驱动器(还有TM18xx和TM19xx等单总线灯光控制芯片),
配合DMA,大量节省IO口
接了一串TM3130单总线数码管,这么多用5V PPTC都保护了只能用3.3V{:titter:}
attach://57977.mp4
神农鼎 发表于 2024-9-23 22:16
大家把 增加专门的【1线制硬件WS2812总线】,点灯,帮好好规划下
建议增加PIO,不局限于特定专用接口。 如果是要增加单总线接口的话,个人建议可以参考下友商的RMT接口的方案,
RMT单总线可以驱动
WS2812/DS18B20/DHT11/红外遥控/D-shot电机等等单线或者单总线设备。
{:lol:}