STC8H1K08T, DMA-SPI驱动一线制WS2812的演示程序

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STC8H1K08T, DMA-SPI 驱动一线制 WS2812的演示程序

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现在我已经获得了足够的信息，可以为您提供完整的解答。

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STC8H1K08T 使用 DMA-SPI 驱动 WS2812 的方案

一、硬件可行性确认

根据 STC8H-20260625 数据手册第33章《DMA》的说明，STC8H1K08T 系列支持 DMA 功能（33章开头表格中标注●），并且支持 SPI_DMA（SPI与存储器之间的数据自动交换）。

📖 信息来源：STC8H-20260625.md，第33章《DMA》开头表格

二、核心原理：用 SPI 模拟 WS2812 时序

WS2812 是一线制（单总线）通信，每个码元约 1.25μs：

• 逻辑"1"：高电平约 0.851.15μs + 低电平约 0.100.40μs
• 逻辑"0"：高电平约 0.100.40μs + 低电平约 0.851.15μs
• RESET：低电平 > 50μs

用 SPI 模拟的方法：将 SPI 设置到约 3~4Mbps，用 SPI 的一个字节的高4位和低4位分别表示 WS2812 的一个位。例如：

WS2812 位	SPI 字节表示（4位模式）	说明
逻辑"1"	0xC0（1100 0000）	高电平时间长
逻辑"0"	0xFC（1111 1100）	低电平时间长

每个 WS2812 需要 24 位（GRB），对应 24个SPI字节。
STC8H 的 DMA 单次最大传输 256 字节，因此一次最多可驱动约 10个灯（不加反向器）。如需驱动更多，可用反向器配合多次 DMA 级联。

三、关键技巧：让 MOSI 空闲时为低电平

这是实现的关键——STC 官方在论坛回复中给出了绝活技巧：

将 MISO 管脚先设置为对外输出 0；MOSI 发送完成后，对外停止时输出的是 MISO 读到的状态（0）
—— 神农鼎（STC官方）

这样 MOSI 在两次 SPI 字节之间输出 低电平，不会误触发 WS2812。

四、参考演示程序

以下代码来自 STC 论坛的实战帖子（TID=590），芯片使用 STC8H4K64TLCD，但 同样适用于 STC8H1K08T（两者 DMA-SPI 架构一致）：

#include "stc8h.h"

// WS2812B 数据编码：0xC0 表示"1"，0xFC 表示"0"
// 每个WS2812灯需要24位GRB数据，一个灯需要24个字节
// 以下示例：5颗灯，每颗灯8字节（用高4位+低4位分别表示两个位），需5*24=120字节
// STC8H DMA最大256字节，可驱动约10颗灯

unsigned char xdata GRB[120] = {
    // 灯1：绿色
    0xC0,0xC0,0xC0,0xC0, 0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,  // G:1111 1111
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,  // R:0000 0000
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,  // B:0000 0000
    // 灯2：红色
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,  // G:0000 0000
    0xC0,0xC0,0xC0,0xC0, 0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,  // R:1111 1111
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,  // B:0000 0000
    // 灯3：蓝色
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,  // G:0000 0000
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,  // R:0000 0000
    0xC0,0xC0,0xC0,0xC0, 0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,  // B:1111 1111
    // 灯4、灯5：全灭
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,
    0xFC,0xFC,0xFC,0xFC, 0xFC,0xFC,0xFC,0xFC,
};

void main()
{
    P_SW2 |= 0x80;          // 使能访问XFR
  
    // === 关键技巧：MISO设置为输出0，让MOSI空闲时输出低电平 ===
    P1M0 |= 0x10;           // P1.4(MISO) 推挽输出
    P1M1 &= ~0x10;
    P14 = 0;                // MISO输出0
  
    // === SPI引脚切换（以P1.3-MOSI为例）===
    // P_SW1 = 0x00;        // MOSI/P1.3, MISO/P1.4, SCLK/P1.5
    // P_SW1 = 0x04;        // MOSI_2/P2.3
    // P_SW1 = 0x0C;        // MOSI_4/P3.4  ← 常用
  
    P_SW1 = 0x0C;           // MOSI→P3.4, MISO→P3.3, SCLK→P3.2
  
    // === SPI配置 ===
    // 主频32MHz，SPI时钟4分频 → 8MHz SPI时钟
    // 每个SPI位=125ns，每字节=1μs，每个WS2812位用半字节=500ns
    // 两个半字节=1μs，符合WS2812时序
    SPCTL = 0x50;           // SSPE=1(使能), MSTR=1(主机), CPOL=0, CPHA=0
    SPCTL |= 0x0C;          // SPR1=1, SPR0=0 → fosc/4
  
    // MOSI推挽输出
    P3M0 |= 0x10;           // P3.4 推挽输出
    P3M1 &= ~0x10;
  
    // === DMA-SPI配置 ===
    DMA_SPI_CFG = 0x00;     // 禁止中断，仅发送(ACT_TX=0, ACT_RX=0)
    DMA_SPI_CFG |= 0x40;    // ACT_TX=1，允许发送
    DMA_SPI_AMT = 119;      // 传输总字节数 = 120-1 = 119（0~119共120字节）
  
    // 设置发送源地址（XRAM中的GRB数组）
    DMA_SPI_TXAL = (unsigned char)((unsigned int)&GRB);
    DMA_SPI_TXAH = (unsigned char)(((unsigned int)&GRB) >> 8);
  
    // === 启动DMA传输 ===
    DMA_SPI_CR = 0x80;      // ENSPI=1, 使能SPI_DMA
    DMA_SPI_CR |= 0x40;     // TRIG_M=1, 触发主机模式传输
  
    // 等待传输完成
    while(!(DMA_SPI_STA & 0x01));  // 等待SPIIF标志
    DMA_SPI_STA = 0x00;            // 清除标志
  
    // 传输完成后，MOSI自动变为低电平（因为MISO输出0）
    // 继续保持低电平>50μs，WS2812复位
    // 之后可再次触发下一帧
  
    while(1);
}

五、STC8H1K08T 的 SPI 引脚选择

根据手册第5章《功能脚切换》，SPI 有4组可选引脚：

P_SW1 设置	MOSI	MISO	SCLK	SS
0x00（默认）	P1.3	P1.4	P1.5	P1.2
0x04	P2.3	P2.4	P2.5	P2.2
0x08	P4.0	P4.1	P4.3	P5.4
0x0C	P3.4	P3.3	P3.2	P3.5

📖 信息来源：STC8H-20260625.md，第5.3.5节《SPI切换》

六、重要建议

1. 主频选择：建议用 28MHz 或 32MHz，SPI 4分频，这样 SPI 时钟约 78MHz，一个 SPI 字节约 1.251.43μs，恰好匹配 WS2812 的码元周期。
2. 加反向器更稳定：如果不加反向器，论坛网友反馈 MOSI 在两个字节间可能有高电平毛刺。加一片 SN74LVC1G125 之类的反向器/缓冲器可以提升稳定性。
3. DMA传输完成后：MOSI 必须有 >50μs 的低电平时间，让 WS2812 复位，才能开始下一帧数据。
4. 更多灯珠驱动：如需驱动更多灯珠（超过10颗），建议加反相器后使用多次 DMA 级联，或升级到 STC32 系列（DMA 最大 64KB）。

📖 论坛信息来源：STC论坛帖子 TID=590《DMA_SPI 驱动 WS2812B 全彩LED 的简单应用》，含梁工、神农鼎等STC官方的回复讨论

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📖 数据来源：STC8H-20260625.md

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