how to drive a WS2812 RGB LED using PWM and DMA
#include <stm32f10x.h> void Delay(__IO uint32_t nCount)
{
while(nCount--)
{
}
} #define TIM3_CCR1_Address 0x40000434 // physical memory address of Timer 3 CCR1 register #define d2r (3.14159265/180) TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; /* Buffer that holds one complete DMA transmission
* Ensure that this buffer is big enough to hold
* all data bytes that need to be sent
*
* The buffer size can be calculated as follows: number of LEDs * 24 bytes + 42 bytes
*
* This leaves us with a maximum string length of (2^16 bytes per DMA stream - 42 bytes) / 24 bytes per LED = 2728 LEDs
*/
uint16_t LED_BYTE_Buffer[ ]; /* this array holds the RGB values to represent a color wheel using 256 steps on each emitter 256^3 = 16777216 colors
*/
uint8_t eightbit[ ][ ] =
{
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , },
{ , , }, }; void Timer3_init( void )
{
uint16_t PrescalerValue; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
/* GPIOA Configuration: TIM3 Channel 1 as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure ); RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE );
/* Compute the prescaler value */
PrescalerValue = (uint16_t) ( SystemCoreClock / ) - ;
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ; // 800kHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = PrescalerValue;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = ;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit( TIM3, &TIM_TimeBaseStructure ); /* PWM1 Mode configuration: Channel1 */
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC1Init( TIM3, &TIM_OCInitStructure ); /* configure DMA */
/* DMA clock enable */
RCC_AHBPeriphClockCmd( RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE ); /* DMA1 Channel6 Config */
DMA_DeInit( DMA1_Channel6 ); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t) TIM3_CCR1_Address; // physical address of Timer 3 CCR1
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t) LED_BYTE_Buffer; // this is the buffer memory
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // data shifted from memory to peripheral
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // automatically increase buffer index
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // stop DMA feed after buffer size is reached
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; DMA_Init( DMA1_Channel6, &DMA_InitStructure ); /* TIM3 CC1 DMA Request enable */
TIM_DMACmd( TIM3, TIM_DMA_CC1, ENABLE );
} /* This function sends data bytes out to a string of WS2812s
* The first argument is a pointer to the first RGB triplet to be sent -- color
* The seconds argument is the number of LEDs in the chain -- len
*
* This will result in the RGB triplet passed by argument 1 being sent to
* the LED that is the furthest away from the controller (the point where
* data is injected into the chain)
*/
void WS2812_send( uint8_t (*color)[ ], uint16_t len )
{
uint8_t i, j;
uint8_t led;
uint16_t memaddr;
uint16_t buffersize; buffersize = ( len * ) + ; // number of bytes needed is #LEDs * 24 bytes + 42 trailing bytes
memaddr = ; // reset buffer memory index
led = ; // reset led index // fill transmit buffer with correct compare values to achieve
// correct pulse widths according to color values
while ( len )
{
for ( j = ; j < ; j++ ) // GREEN data
{
if ( ( color[ led ][ ] << j ) & 0x80 ) // data sent MSB first, j = 0 is MSB j = 7 is LSB
{
LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 1
}
else
{
LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 0
}
memaddr++;
} for ( j = ; j < ; j++ ) // RED data
{
if ( ( color[ led ][ ] << j ) & 0x80 ) // data sent MSB first, j = 0 is MSB j = 7 is LSB
{
LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 1
}
else
{
LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 0
}
memaddr++;
} for ( j = ; j < ; j++ ) // BLUE data
{
if ( ( color[ led ][ ] << j ) & 0x80 ) // data sent MSB first, j = 0 is MSB j = 7 is LSB
{
LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 1
}
else
{
LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 0
}
memaddr++;
} led++;
len--;
} // add needed delay at end of byte cycle, pulsewidth = 0
while ( memaddr < buffersize )
{
LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ;
memaddr++;
} DMA_SetCurrDataCounter( DMA1_Channel6, buffersize ); // load number of bytes to be transferred
DMA_Cmd( DMA1_Channel6, ENABLE ); // enable DMA channel 6
TIM_Cmd( TIM3, ENABLE ); // enable Timer 3
while ( !DMA_GetFlagStatus( DMA1_FLAG_TC6 ) )
; // wait until transfer complete
TIM_Cmd( TIM3, DISABLE ); // disable Timer 3
DMA_Cmd( DMA1_Channel6, DISABLE ); // disable DMA channel 6
DMA_ClearFlag( DMA1_FLAG_TC6 ); // clear DMA1 Channel 6 transfer complete flag
} int main( void )
{
Timer3_init( ); int16_t i; while ( )
{
/* first cycle through the colors on 2 LEDs chained together
* last LED in the chain will receive first sent triplet
* --> last LED in the chain will 'lead'
*/
for ( i = ; i < ; i += )
{
WS2812_send( &eightbit[ i ], );
Delay( 50000L );
} /* cycle through the colors on only one LED
* this time only the first LED that data is
* fed into will update
*/
for ( i = ; i < ; i += )
{
WS2812_send( &eightbit[ i ], );
Delay( 50000L );
}
}
}