USART1/USART2的SPI, DMA同时驱动2730个 WS2812彩灯@AI8051U,SPI

梁***

Ai8051USB，USB 型 1T 8051，支持32位和8位指令集
管脚兼容天王级别的:  89C52RC,  12C5A60S2
要兼容 8位8051指令集，可以用 Keil C51/IAR/SDCC 编译器
===就相当于更强大的 8H8K64U
要兼容 32位8051指令集，可以用 Keil C251 编译器，双核兼容设计
===就相当于更强大的 32G12K128, 32G8K64
34K SRAM(2K edata, 32K xdata), 64K Flash
TFPU@120MHz, 硬件浮点/硬件三角函数 运算器
DMA支持PWM, DMA支持外设直接到外设, P2P
120MHz-PWM支持硬件移相，16位PWM; 真12位ADC
USB, 4组串口，12位ADC, 轨到轨比较器
QSPI, SPI, I2S, I2C, TFT-i8080/M6800 接口
PDIP40，LQFP44，LQFP48
CPU32@42MHz
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WS2812三基色彩灯@AI8051U，USB
===最多同时驱动2730个三基色彩灯
===USART1/串口1的USART1-SPI, 无需反相，用DMA支持，不占CPU时间
        可以驱动第1路独立的 WS2812灯带网络
===USART2/串口2的USART2-SPI, 无需反相，用DMA支持，不占CPU时间
        可以驱动第2路独立的 WS2812灯带网络
===还有标配的独立 SPI
        可以驱动第3路独立的 WS2812灯带网络
===QSPI 也可以当一条数据线的普通 SPI
        可以驱动第4路独立的 WS2812灯带网络
AI8051U的串口1或串口2工作于SPI-DMA模式，输出控制WS2812三基色彩灯 ！
使用 SPI-MOSI 输出直接驱动WS2812 三基色彩灯,
DMA传输，32K SRAM 轻松驱动最多2730个灯并且不占用CPU时间 ！
本例使用P1.5/MOSI输出信号（用户可以切换到别的脚）直接驱动WS2812。
只用到MOSI驱动WS2812，但由于SPI的3个信号是捆绑在一起的
===MISO不能做它用
===SCLK如要做其他用途，可设置为高阻输入，作为输入使用
        这时要设置 SPI 的相关I/O的工作模式不自动切换，由用户设置
本例P1.6-MISO被SPI占用，不能做他用。  
这 SPI 留了这么个绝活 支持 WS2812B ！！！

本例驱动24个灯，接成环状。
SPI发送288字节，DMA启动后自动发送完所有的数据(本例发送时间810us)，不占CPU时间。

每个灯3个字节，分别对应绿、红、蓝则，MSB先发.
800KHz码率,
数据0(1/4占空比): H=0.3125us  L=0.9375us,
数据1(3/4占空比): H=0.9375us  L=0.3125us,
RESET>=50us.
高电平时间要精确控制在要求的范围内,
低电平时间不需要精确控制, 大于要求的最小值并小于RES的50us即可.

WS2812S的标准时序如下:
TH+TL = 1.25us±150ns, RES>50us
T0H = 0.25us±150ns = 0.10us - 0.40us
T0L = 1.00us±150ns = 0.85us - 1.15us
T1H = 1.00us±150ns = 0.85us - 1.15us
T1L = 0.25us±150ns = 0.10us - 0.40us
两个位数据之间的间隔要小于RES的50us.

SPI方案:

本例使用USART1-SPI模式的P1.5-MOSI输出驱动信号直接驱动WS2812。
由于使用SPI主机模式，则P1.6、P1.7被SPI占用，不能做他用。

用SPI传输, 速度3.0~3.5MHz，以3.2MHz为最佳, MSB先发, 每个字节高4位和低4位分别对应一个位数据, 1000为数据0, 1110为数据1.
SPI数据位       D7 D6 D5 D4    D3 D2 D1 D0
SPI数据          1   0   0    0      1   1    1   0
                   WS2812数据0    WS2812数据1
SPI数据高半字节对应的WS2812数据0-->0x80, 数据1-->0xe0,
SPI数据低半字节对应的WS2812数据0-->0x08, 数据1-->0x0e,
主频25.6MHz, SPI分频8 = 3.2MHz，佳.
电路预览（附件带PDF电路）：


AI8051U-USART1-SPI-DMA发送-直接驱动WS2812彩灯.rar (273.88 KB, 下载次数: 301)

2024-9-27 16:07 上传

点击文件名下载附件

AI8051U-USART2-SPI-DMA发送-直接驱动WS2812彩灯.rar (273.75 KB, 下载次数: 310)

2024-9-27 16:07 上传

点击文件名下载附件

驱动视频：

神***

现在 AI8051U 有
3组 SPI有DMA支持,
4通道 PWM有DMA支持，
可以轻松支持 7个WS2812灯条


延申阅读：



WS2812三基色彩灯@AI8051U,最多同时驱动2730个,DMA-SPI输出控制,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)

神***

AI8051U 其实最多可以实现 4组独立的 SPI

1, 原始的标配 SPI
2, USART1-SPI
3, USART2-SPI

4, QSPI 的配置为1条数据线的 SPI

so***

感觉蛮强大的，就是spi其他2个引脚，还能当IO吗

神***

so*** 发表于 2024-9-16 08:55
感觉蛮强大的，就是spi其他2个引脚，还能当IO吗

MISO 不可以当普通I/O
===就浪费1个I/O

SCLK可以当输入，
#SS 本来 SPI模式就可以不参与 SPI

21cns***

楼主| 发表于 2024-8-24 18:07:23 | 只看该作者
          21cnsound 发表于 2024-8-24 16:45
          请问，哪些型号的单片机SPI是优化过、支持SPI空闲是输出低电平的？

STC32系列，STC8H系列

梁工，AI8051U现在也支持SPI空闲是输出低电平了？

梁***

21cns*** 发表于 2024-9-18 15:16
楼主| 发表于 2024-8-24 18:07:23 | 只看该作者
          21cnsound 发表于 2024-8-24 16:45
          请 ...

AI8051U的
标配SPI的MOSI是空闲为高;
USART1-SPI, MOSI在空闲时可以为低;
USART2-SPI, MOSI在空闲时可以为低;

21cns***

梁*** 发表于 2024-9-18 15:19
AI8051U的标配SPI的MOSI是空闲为高，而USART1和USART2的SPI功能MOSI再空闲时为低。 ...

收到，回头我验证一下，多谢

21cns***

21cns*** 发表于 2024-9-18 17:21
收到，回头我验证一下，多谢

已验证，完美

fevx***

神*** 发表于 2024-9-15 23:14
现在 AI8051U 有
3组 SPI有DMA支持,
4通道 PWM有DMA支持，

看来论坛，怎么有的说AI8051U驱动2812需要反相器，有的没有？不明白