使用STM32CubeMX和STM32G030F6P6写个驱动ws2812的程序

首先，需要了解WS2812的通讯方式。WS2812是一种数字可编程LED灯，它可以通过单个I/O引脚以串行方式被控制。通讯协议采用的是时间序列，其中每个比特位都由一个高电平和一个低电平组成。高电平的长度表示了逻辑1，低电平的长度表示了逻辑0。在数据传输过程中，每个LED灯需要接受24个比特位，分别表示红、绿、蓝三种颜色的亮度。因此，控制WS2812需要非常精确的时间控制能力。

接下来，我们使用STM32CubeMX和STM32G030F6P6来实现WS2812的驱动程序。

步骤1：创建新项目

打开STM32CubeMX，创建一个新项目。选择“STM32G030F6P6”作为目标芯片。

步骤2：配置时钟

在“Clock Configuration”中，配置系统时钟为48MHz。

步骤3：配置GPIO

在“Pinout & Configuration”中，选择一个GPIO引脚作为控制WS2812的信号线。

对于WS2812，需要控制信号线的精度达到纳秒级别。因为STM32G030F6P6没有专门的PWM模块，所以我们需要使用定时器来生成精确的高低电平。此处，我们选择使用TIM2控制GPIO引脚。

对于TIM2，需要配置以下参数：

- Clock Source：Internal Clock
- Prescaler：23
- Counter Mode：Up
- Period：83

这些参数的配置可以通过以下公式计算得到：

- TIM2时钟频率 = APB1时钟频率 / (Prescaler + 1)
- TIM2周期 = (Period + 1) / TIM2时钟频率
- TIM2重载值 = TIM2周期 * 1000000 - 1

根据上述公式，我们可以得到Prescaler为23，Period为83，重载值为39999。

步骤4：生成代码

完成以上配置后，点击“Generate Code”按钮，生成HAL库初始化代码。在生成的代码中，找到“stm32g0xx_hal_tim.h”文件，修改以下宏定义：

#define TIM2_PRESCALER 23
#define TIM2_PERIOD 83

步骤5：编写驱动程序

在生成的代码中，找到“main.c”文件。在其中编写WS2812的驱动程序。

首先，需要定义WS2812所需的颜色数组。颜色数组的长度应该等于需要控制的LED灯数量乘以3。

uint8_t color_array[LED_COUNT * 3];

然后，定义函数“set_led_color”用于设置每个LED的颜色。该函数需要传入LED的索引和颜色值。

void set_led_color(uint8_t index, uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue)
{
color_array[index * 3] = green;
color_array[index * 3 + 1] = red;
color_array[index * 3 + 2] = blue;
}

接下来，定义函数“send_color_data”用于将颜色数据发送给WS2812。该函数需要传入颜色数组和颜色数组的长度。

void send_color_data(uint8_t *color_data, uint16_t len)
{
uint16_t i;
uint8_t j;
uint8_t bit;

// 关闭中断
__disable_irq();

// 发送颜色数据
for (i = 0; i < len; i++) {
for (bit = 0x80; bit > 0; bit >>= 1) {
if (color_data[i] & bit) {
// 发送逻辑1
TIM2->CCR1 = 56;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
TIM2->CCR1 = 28;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
} else {
// 发送逻辑0
TIM2->CCR1 = 28;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
TIM2->CCR1 = 56;
__NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP(); __NOP();
}
}
}

// 打开中断
__enable_irq();
}

在“main”函数中，调用“set_led_color”函数设置LED的颜色，然后调用“send_color_data”函数将颜色数据发送给WS2812。

int main(void)
{
// 初始化 HAL 库
HAL_Init();

// 初始化时钟
SystemClock_Config();

// 初始化 TIM2
MX_TIM2_Init();

// 设置第一个 LED 的颜色为红色
set_led_color(0, 255, 0, 0);

// 发送颜色数据
send_color_data(color_array, LED_COUNT * 3);

while (1) {
}
}

上述代码中，我们使用了一个非常简单的方法来控制WS2812。我们通过设置TIM2的CCR1寄存器来控制GPIO引脚输出高低电平的时间。我们通过延时来保证输出高低电平的时间精度达到纳秒级别。对于逻辑1和逻辑0，我们分别设置了不同的延时时间。

需要注意的是，由于我们关闭了中断，所以在发送颜色数据时，系统无法响应其他中断。因此，我们需要尽可能缩短发送颜色数据的时间。

以上就是使用STM32CubeMX和STM32G030F6P6写驱动WS2812的程序的全部步骤。需要注意的是，由于每种颜色都需要发送24个比特位，因此我们需要使用定时器来生成高低电平的时间序列。同时，由于WS2812对于时间精度的要求非常高，我们需要使用NOP指令来延迟CPU的执行时间来达到纳秒级别的精度。