雪花板亮灯设计

内容介绍

本项目是我第一次接触单片机的契机，对于以前从来没有做过嵌入式编程和的我来说，这可以说是不小的挑战。本项目中对STC8051系列的STC15W24单片机进行编程我们使用的是keil-4软件。

MCU型号为STC15W204S，原理图如下

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下面来讲讲本项目的流程。

首先，下载keil-4 软件。其次，下载相关驱动和stc-isp用于将编好的程序转存到单片机中。（在向单片机中转存代码的过程中，可能会出现LED灯不规则闪烁的情况，这对指令的转入没有任何影响）

这是相关代码的参考。

Ws2812.c

函数	功能
void ResetDataFlow(void)	复位，为下一次发送做准备
void SendOnePix(unsigned char *ptr)	发送一个像素点的24bit数据

Delay.c

函数	功能
void DelayMs(unsigned char m)	延时函数
void Delay100Ms(unsigned char m)	延时100ms子函数（晶振频率33MHz时）

Main.c

函数	功能
void Flash_WS2812(unsigned char *p)	整体闪烁，传递颜色参数
void LED_Water(unsigned char *p)	由内而外流水点亮
void LED_Water_Color(unsigned char *p	由内而外流水点亮，颜色变化
void LED_Single_Flower(void)	单圈单个灯绽放点亮
void Water_lamp(unsigned char *p)	按1-37顺序点亮
void DIY_SNOW(unsigned char *p)	由外向内，按照数组的颜色顺序显示，最多五个颜色
void Flower(void)	一圈一圈点亮
void Flower_In(void)	一圈圈逐步点亮（外内）
void Gradual_change(unsigned char *p)	渐变亮
void Breathing_WS2812(unsigned char level,unsigned char Color)	呼吸渐变，两个参数，第一个表示集中小颜色，第二个表示颜色
void WS2812_Close(void)	将37个灯全部熄灭
void WS2812_1_5Line(unsigned char *p,unsigned char line)	让其整圈一起点亮，传递两个参数，第一个参数为显示颜色，第二个参数是让第几圈点亮,圈数1-5
void WS2812_1_5Line_In(unsigned char *p,unsigned char line)	让其整圈一起点亮，内圈颜色保持不变，传递两个参数，第一个参数为显示颜色，第二个参数是让第几圈点亮,圈数1-5
void WS2812_1_5Line_Single(unsigned char *p,unsigned char line)	让对应圈的灯流水点亮，传递两个参数，第一个参数为显示颜色，第二个参数是让第几圈点亮,圈数1-5
void WS2812_LineIn_Single(unsigned char *p,unsigned char line)	对应圈数最外层流水，里面全部点亮。传递两个参数，第一个参数为显示颜色，第二个参数是让第几圈点亮,圈数2-5

在本次设计中，我首先让雪花板亮出流水灯的效果，使37个LED灯按照1-37的顺序依次点亮。具体效果可在视频中见到。调用的代码模块为Water_lamp,之后我让全37灯均亮同种颜色的灯，再用不同颜色的流水灯效果将其覆盖。调用代码模块为Water_lamp,Flash_WS2812,为使效果清晰可辨，加上DelayMs（1000）指令使效果保持一段时间。之后调用LED_Water函数使雪花板上的灯由内而外的螺旋式点亮。主函数在while（1）中重复执行上述指令。

下面是程序的流程图

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下面是WS2812的点亮原理。

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数据为单总线传输，当你连续给入数据的时候，第一个WS2812会“吃掉”24bit的数据，后面依次类推。从而使得每一个WS2812亮不一样的颜色。
程序的主要思想就是将点亮一个灯的程序封装为一个函数，然后点亮方式的程序也封装为一个函数。那么你看到的WS2812亮灭也就是不同的点亮方式的组合。再通过一个标志位来判断以什么方式亮灭。串口就是用来控制这个标志位的媒介。

我们首先在PC端进行编程，然后用数据线连接雪花板上的接口，UART会对传输资料进行转换，实现串行通信，由CH340芯片实现USB转串口。数据协议采用单线归零码的通讯方式。然后由MCU控制各个LED灯的效果。