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WS2812RGB燈帶

通過零知標準開發板平臺上驅動WS2812RGB燈珠，包括WS2812B的供電電壓、接線和代碼實現。通過創建延時函數和設置級聯數據，實現對RGB燈珠的控制，展示了從關閉到開啟不同顏色以及跑馬燈、呼吸燈和彩虹燈等效果。

一、工具原料

電腦、Windows系統

零知開發板

Micro-usb線

WS2812RGB燈

二、硬件連接

零知標準開發板	WS2812B
5V	VCC
GND	GND
11	Din

硬件連接示意圖

實際連接

三、方法步驟

1、打開零知實驗室軟件開發工具，然后新建項目，輸入代碼

2、將庫文件解壓放到庫文件存放的目錄下

3、選擇端口進行編譯，然后上傳到開發板中。

引用庫文件WS2812B.h

?#include   // 引入用于控制WS2812B LED燈帶的庫
 
#define NUM_LEDS 9  // 定義燈帶上的LED數量
 
#define DELAYVAL 500 // 定義延遲時間（單位：毫秒），用于在不同效果之間的暫停時間
 
/*
 * 注意：該庫使用SPI1進行數據傳輸
 * 將WS2812B的數據信號輸入引腳連接到開發板的MOSI引腳。
 */
WS2812B strip = WS2812B(NUM_LEDS);  // 創建一個WS2812B對象，用于控制燈帶

設置SPI、點亮不同效果的RGB燈

 // 請注意。庫中并不真正支持Gamma，它只是在本例中使用的一些函數需要Gamma時才包含
uint8_t LEDGamma[] = {
    0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
    0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,
    1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
    2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,  4,  5,  5,  5,
    5,  6,  6,  6,  6,  7,  7,  7,  7,  8,  8,  8,  9,  9,  9, 10,
   10, 10, 11, 11, 11, 12, 12, 13, 13, 13, 14, 14, 15, 15, 16, 16,
   17, 17, 18, 18, 19, 19, 20, 20, 21, 21, 22, 22, 23, 24, 24, 25,
   25, 26, 27, 27, 28, 29, 29, 30, 31, 32, 32, 33, 34, 35, 35, 36,
   37, 38, 39, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 50,
   51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 66, 67, 68,
   69, 70, 72, 73, 74, 75, 77, 78, 79, 81, 82, 83, 85, 86, 87, 89,
   90, 92, 93, 95, 96, 98, 99,101,102,104,105,107,109,110,112,114,
  115,117,119,120,122,124,126,127,129,131,133,135,137,138,140,142,
  144,146,148,150,152,154,156,158,160,162,164,167,169,171,173,175,
  177,180,182,184,186,189,191,193,196,198,200,203,205,208,210,213,
  215,218,220,223,225,228,231,233,236,239,241,244,247,249,252,255 };

void setup() 
{
  strip.begin();// 設置SPI
  strip.show();// 清除strip，因為默認情況下條帶數據設置為所有LED關閉。
 // strip.setBrightness(8);
}

void loop() {
    // 實現不同的燈光效果
    colorWipe(strip.Color(0, 255, 0), 20);  // 使用綠色逐個點亮燈帶
    colorWipe(strip.Color(255, 0, 0), 20); // 使用紅色逐個點亮燈帶
    colorWipe(strip.Color(0, 0, 255), 20); // 使用藍色逐個點亮燈帶
    rainbow(10);                          // 顯示彩虹漸變效果
    rainbowCycle(10);  // 顯示循環的彩虹效果

    theaterChase(strip.Color(255, 0, 0), 20);  
    theaterChase(strip.Color(0, 255, 0), 20);
    theaterChase(strip.Color(0, 0, 255), 20);  
    theaterChaseRainbow(10);                

    whiteOverRainbow(20, 75, 5);  // 白光覆蓋在彩虹效果上
    fullWhite();                  // 將燈帶上的所有LED點亮為白光
    delay(250);                   // 暫停250毫秒
    rainbowFade2White(3, 3, 1);   // 彩虹效果逐漸過渡到白光
    theaterChaseWhiteAndOff(DELAYVAL); // 實現白光追逐與關閉的效果
    delay(250);

    flowingLight(100); // 實現流動光效果，速度為100ms

    breathLight(255, 50); // PWM呼吸燈效果

}

將呼吸燈、彩虹燈和流水燈等功能的庫函數封裝

void breathLight(uint8_t maxBrightness, uint8_t speed) {
    // 實現PWM呼吸燈效果
    for (uint8_t brightness = 0; brightness <= maxBrightness; brightness++) {
        for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i++) {
            // 設置每個LED的顏色，使用伽馬校正后的亮度值
            strip.setPixelColor(i, strip.Color(LEDGamma[brightness], LEDGamma[brightness], LEDGamma[brightness]));
        }
        strip.show();
        delay(speed); // 延遲以實現亮度變化
    }
    for (uint8_t brightness = maxBrightness; brightness > 0; brightness--) {
        for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i++) {
            strip.setPixelColor(i, strip.Color(LEDGamma[brightness], LEDGamma[brightness], LEDGamma[brightness]));
        }
        strip.show();
        delay(speed);
    }
}

void flowingLight(uint8_t speed) {
  // 實現流動光效果
  uint16_t index = 0;        // 記錄當前流動的索引
  uint8_t currentColor = 0;  // 記錄當前的顏色（紅、綠、藍）

  while (true) {
    for (uint16_t i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
      // 根據當前索引計算目標索引
      uint16_t targetIndex = (i + index) % NUM_LEDS;
     
      switch (currentColor) {
        case 0:
          strip.setPixelColor(targetIndex, strip.Color(255, 0, 0)); //  設置為紅色
          break;
        case 1:
          strip.setPixelColor(targetIndex, strip.Color(0, 255, 0)); //  設置為綠色
          break;
        case 2:
          strip.setPixelColor(targetIndex, strip.Color(0, 0, 255)); //  設置為藍色
          break;
      }

      strip.setPixelColor(i, strip.Color(0, 0, 0)); // 將之前的LED關閉
     
      strip.show();
      delay(speed);// 設置流動光的速度
    }
   
   // 切換到下一個顏色
    currentColor = (currentColor + 1) % 3;
   
     // 增加索引，實現流動效果
    index++;
    if (index >= NUM_LEDS) {
      index = 0; //重置索引
    }
  }
}

void theaterChaseWhiteAndOff(uint8_t wait) {
  for (int j = 0; j < 10; j++) {  // 10 cycles of chasing
    for (int q = 0; q < 3; q++) {
      for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i = i + 3) {
        strip.setPixelColor(i + q, (j % 2 == 0 ? strip.Color(128, 0, 128) : 0));
      }
      strip.show();
      delay(wait);
      for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i = i + 3) {
        strip.setPixelColor(i + q, 0);  // Turn every third pixel off
      }
    }
  }
}

// Fill the dots one after the other with a color
void colorWipe(uint32_t c, uint8_t wait) 
{
  for(uint16_t i=0; i= 0 ; j--){ // 亮度從255漸變回0
    for(uint16_t i=0; i 255 - fadeMax){
        // 最后一次循環，亮度逐漸減少
        fadeVal--;
      }
      strip.show();
      delay(wait);
    }
  }
 
  delay(500);

  for(int k = 0 ; k < whiteLoops ; k ++){ // 循環執行白色漸變效果
    for(int j = 0; j < 256 ; j++){
      for(uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i++) {
        strip.setPixelColor(i, strip.Color(LEDGamma[j],LEDGamma[j],LEDGamma[j] ) );
      }
      strip.show();
      delay(wait);
    }
    delay(2000);
    for(int j = 255; j >= 0 ; j--){
      for(uint16_t i=0; i < strip.numPixels(); i++) {
        strip.setPixelColor(i, strip.Color(LEDGamma[j],LEDGamma[j],LEDGamma[j] ) );
      }
      strip.show();
      delay(wait);
    }
  }
}


void whiteOverRainbow(uint8_t wait, uint8_t whiteSpeed, uint8_t whiteLength ) {
  // 功能：在彩虹背景上疊加白色的流動效果
  // 參數：
  //   wait - 動畫更新間隔
  //   whiteSpeed - 白色流動速度
  //   whiteLength - 白色光束長度
  if(whiteLength >= strip.numPixels()) whiteLength = strip.numPixels() - 1;

  int head = whiteLength - 1;
  int tail = 0;

  int loops = 3;
  int loopNum = 0;

  static unsigned long lastTime = 0;


  while(true){
    for(int j=0; j= tail && i <= head) || (tail > head && i >= tail) || (tail > head && i <= head) ){
          // 如果在白色光束范圍內，設置為白色
          strip.setPixelColor(i, strip.Color(255,255,255 ) );
        }
        else{
           // 否則，根據j值設置彩虹顏色
          strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255));
        }
        
      }

      if(millis() - lastTime > whiteSpeed) {
        head++;
        tail++;
        if(head == strip.numPixels()){
          loopNum++;
        }
        lastTime = millis();
      }

      if(loopNum == loops) return;
    
      head%=strip.numPixels();
      tail%=strip.numPixels();
        strip.show();
        delay(wait);
    }
  } 
}

void fullWhite() {
  // 功能：點亮所有LED為白色
  for(uint16_t i=0; i> 16);
}

// green 函數: 提取顏色值中的綠色分量
// 參數:
//   c: RGB 顏色值（32 位整數）
// 返回值:
//   綠色分量（0-255）
uint8_t green(uint32_t c) {
    return (c >> 8);
}

// blue 函數: 提取顏色值中的藍色分量
// 參數:
//   c: RGB 顏色值（32 位整數）
// 返回值:
//   藍色分量（0-255）
uint8_t blue(uint32_t c) {
    return (c);
}

四、成果展示

將上述代碼驗證后上傳到零知板，就可以看到測試結果，實現流水燈、彩虹燈和呼吸燈等效果

?https://live.csdn.net/v/435823?spm=1001.2014.3001.5501

審核編輯黃宇

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