embeded/Cortex-M3 STM

네오픽셀 ws2812b-64 작동

구차니 2026. 9. 23. 12:08

stm32f103 / bluepill

네오픽셀 ws2812b-64

+ claude

 

PB0 를 신호선으로 GND는 연결해주어야 한다.

white로 하면 최대 밝기가 아니어도 미친듯이 눈이 부시고 4.5V / 1.6A 먹는데

레인보우 패턴으로 바꾸니 4V / 0.15A 정도로 착하게 먹는다.

 

저기가 1번 LED

 

하나 더 켜진게 led 2번

뒤집으면 입력핀 바로 뒤에있는게 1번이다.

 

직접 코딩해보려다가 작동만 확인하려고 ai 써서 일단 진행

낮은 클럭으로 하다가 안되서 72MHz로 올리니 정상적으로 작동한다. 역시 SPI로 가야하나?

/* -------------------- WS2812 (PB0, bit-bang, DWT cycle count) -------------------- */

/* Cortex-M3 DWT 사이클 카운터 활성화 (마이크로초 이하 정밀 타이밍용) */
static void DWT_Init(void)
{
  CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
  DWT->CYCCNT = 0;
  DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
}

/* 비트 1개 전송: 기준 시각(start) 대비 상대시간으로 High->Low 구간을 제어해
 * 분기/함수호출 오버헤드로 인한 지터를 최소화한다.
 * always_inline: -O0 빌드에서도 GCC가 반드시 인라인하도록 강제 (그냥 inline은
 * -O0에서 무시되어 매 비트마다 진짜 함수호출(push/pop)이 발생, 비트 사이 LOW
 * 구간이 수십배 길어져 스트립이 매 비트를 리셋으로 오인하는 문제가 있었음). */
__attribute__((always_inline)) static inline void ws2812_send_bit(uint8_t bit)
{
  uint32_t start = DWT->CYCCNT;
  uint32_t high_cycles = bit ? WS_T1H_CYCLES : WS_T0H_CYCLES;

  WS2812_PORT->BSRR = WS2812_PIN;                  /* Data line High */
  while ((DWT->CYCCNT - start) < high_cycles) { }
  WS2812_PORT->BSRR = (uint32_t)WS2812_PIN << 16U;  /* Data line Low  */
  while ((DWT->CYCCNT - start) < WS_BIT_CYCLES) { }
}

__attribute__((always_inline)) static inline void ws2812_send_byte(uint8_t byte)
{
  for (int8_t i = 7; i >= 0; i--)
  {
    ws2812_send_bit((byte >> i) & 0x01U);
  }
}

/* led_grb[] 버퍼 내용을 스트립으로 전송. 전송 중 인터럽트(특히 USB)로 인한
 * 타이밍 흐트러짐을 막기 위해 전송 구간만 짧게(약 1.92ms/64LED) IRQ를 끈다.
 *
 * 전송 전에 예상 총 전류(mA)를 계산해서 WS_MAX_TOTAL_MA를 넘으면 전체 밝기를
 * 비율대로 깎아서 보낸다. led_grb[]는 원본 그대로 두고(다음 프레임 색상 계산에
 * 영향 없음), 실제 출력만 스케일한다. */
static void ws2812_show(void)
{
  uint32_t est_ma = (uint32_t)NUM_LEDS * WS_MA_IDLE_PER_LED;
  for (uint32_t i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
  {
    uint32_t sum = (uint32_t)led_grb[i][0] + led_grb[i][1] + led_grb[i][2];
    est_ma += (sum * WS_MA_PER_CH_FULL) / 255U;
  }

  /* scale: 256 = 그대로, 그보다 작으면 그 비율만큼 줄임 (고정소수점 8bit) */
  uint32_t scale = 256U;
  if (est_ma > WS_MAX_TOTAL_MA)
  {
    scale = (WS_MAX_TOTAL_MA * 256U) / est_ma;
  }

  __disable_irq();
  for (uint32_t i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
  {
    ws2812_send_byte((uint8_t)((led_grb[i][0] * scale) >> 8)); /* G */
    ws2812_send_byte((uint8_t)((led_grb[i][1] * scale) >> 8)); /* R */
    ws2812_send_byte((uint8_t)((led_grb[i][2] * scale) >> 8)); /* B */
  }
  __enable_irq();
  /* Reset/Latch(>=50us Low)은 다음 프레임까지의 HAL_Delay 구간이 충분히 커버함 */
}

/* 0~255 위치값을 무지개 색상(R,G,B)으로 변환 (Adafruit NeoPixel wheel과 동일) */
static void wheel(uint8_t pos, uint8_t *r, uint8_t *g, uint8_t *b)
{
  pos = 255 - pos;
  if (pos < 85)
  {
    *r = 255 - pos * 3;
    *g = 0;
    *b = pos * 3;
  }
  else if (pos < 170)
  {
    pos -= 85;
    *r = 0;
    *g = pos * 3;
    *b = 255 - pos * 3;
  }
  else
  {
    pos -= 170;
    *r = pos * 3;
    *g = 255 - pos * 3;
    *b = 0;
  }
}

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */
uint32_t count = 0;       /* 프레임 카운터 (하트비트 타이밍용) */
uint32_t anim_offset = 0; /* 무지개 애니메이션 오프셋 (WS_ANIM_STEP만큼씩 증가) */
#if WS_TEST_ORIENTATION
    /* 방향 확인용: 1번(index 0) LED만 흰색, 나머지는 꺼둠 */
    for (uint32_t i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
    {
      uint8_t v = (i == 0) ? WS_BRIGHTNESS : 0;
      led_grb[i][0] = v; /* G */
      led_grb[i][1] = v; /* R */
      led_grb[i][2] = v; /* B */
    }
    ws2812_show();
#else
    for (uint32_t i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
    {
      uint8_t wheel_pos = (uint8_t)((i * 256 / NUM_LEDS + anim_offset) & 0xFF);
      uint8_t r, g, b;
      wheel(wheel_pos, &r, &g, &b);
      led_grb[i][0] = (uint8_t)((g * WS_BRIGHTNESS) / 255);
      led_grb[i][1] = (uint8_t)((r * WS_BRIGHTNESS) / 255);
      led_grb[i][2] = (uint8_t)((b * WS_BRIGHTNESS) / 255);
    }
    ws2812_show();
#endif
}