我用国产单片机，开启了一段奇妙的调光之旅~

嵌入式ARM 2022-01-11 12:00

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随着近几年“有光胜无光”的喊声越来越高，RGB机械键盘、机箱、板卡，甚至内存条都支持RGB调光，玩家们以及工作党都享受着被光芒环绕的感觉。最近，博主也玩了一次灯效，主要方案构成：CH555主控MCU，外加256颗普通RGB灯珠。

话不多说，先上演示视频：

接下来，详细介绍一下这次的调光之旅。

本次实践的硬件，我选用的是沁恒的CH555 RGB评估板。

Firststep，硬件玩起来，先看手册：

从手册可以看出，CH555内置了RGB三色LED控制器，可以直接驱动普通灯珠RGB灯珠（比起内置驱动芯片的RGB灯珠便宜不少），8*3路PWM用于RGB灯光控制，16路COM口扫描，也就是支持8*16=128组RGB灯。

另外，它支持最高8位色彩PWM模式，每个RGB通道支持256级控制，支持16777216种组合色，这个色域范围基本已经包括了人类视力所能感知的所有颜色。

下面继续看原理图，芯片最小系统原理图如下所示，外围还是非常简单的。

原理图里看到了个比较有意思的设计，通过两个IO控制MOS，每个MOS来控制一组16路COM，这样也就实现了控制（16+16）*8=256组RGB灯，RGB灯的扫描规模扩大了一倍，扫描频率计算了一下，还能达到100Hz左右，这应该算得上是高刷了吧！

芯片支持USB2.0全速接口，将USB接口引出来，便于程序下载，同时也可通过PC连接USB非常方便的更新灯效控制。放全图：

Secondstep，软件调起来。最开始我肯定要把每一个灯都给点起来，那么我就要给每一个灯设定坐标，想让哪个灯亮就让哪个灯亮。CH555有个很大的优势就是它有个专用LED DMA模式，支持从Flash-ROM加载预置的固化数据或者从xRAM加载编辑后的数据，结合硬件设计，软件设置如下：

//需要输入的参数：灯的索引号（0-255）、灯的亮度值、灯的RGB色彩值
void set_led_light(UINT16 led_num,UINT8 led_int,UINT8 led_red,UINT8 led_green,UINT8 led_blue)
{
        if(led_num<=127)
        {
                if(P3_6 == 0&& P3_7 == 1) //刷第一面
                {
                        if(led_num < 96)
                        {
                                RGB_DataBuf0[led_num+32][0] = led_int;
                                RGB_DataBuf0[led_num+32][1] = led_red;
                                RGB_DataBuf0[led_num+32][2] = led_green;
                                RGB_DataBuf0[led_num+32][3] = led_blue;
                        }
                        else if(led_num>=96&&led_num<128)
                        {
                                RGB_DataBuf0[led_num-96][0] = led_int;
                                RGB_DataBuf0[led_num-96][1] = led_red;
                                RGB_DataBuf0[led_num-96][2] = led_green;
                                RGB_DataBuf0[led_num-96][3] = led_blue;
                        }
                        RGB_BufAddr = (UINT16)( &RGB_DataBuf0[ 0 ] );
                }
                else if(P3_6 == 1&& P3_7 == 0)//刷第二面
                {
                        RGB_BufAddr = (UINT16)( &RGB_DataBuf1[ 0 ] );
                }        
        }
        else if(led_num>127&&led_num<256)
        {
                if(P3_6 == 0&& P3_7 == 1) //刷第一面
                {
                        RGB_BufAddr = (UINT16)( &RGB_DataBuf0[ 0 ] );
                }
                else if(P3_6 == 1&& P3_7 == 0) //刷第二面
                {
                        if(led_num>127&&led_num < 128+96)
                        {
                                RGB_DataBuf1[led_num-128+32][0] = led_int;
                                RGB_DataBuf1[led_num-128+32][1] = led_red;
                                RGB_DataBuf1[led_num-128+32][2] = led_green;
                                RGB_DataBuf1[led_num-128+32][3] = led_blue;
                        }
                        else if(led_num>=128+96&&led_num<128+128)
                        {
                                RGB_DataBuf1[led_num-128-96][0] = led_int;
                                RGB_DataBuf1[led_num-128-96][1] = led_red;
                                RGB_DataBuf1[led_num-128-96][2] = led_green;
                                RGB_DataBuf1[led_num-128-96][3] = led_blue;
                        }
                        RGB_BufAddr = (UINT16)( &RGB_DataBuf1[ 0 ] );
                }
        }
        else
        {
                RGB_BufAddr = (UINT16)( &RGB_DataBuf2[ 0 ] );
                LED_INT_ADJ = 0; //输入LED索引号错误，关闭灯
        }                


}

经过一番折腾，终于实现了想点哪个灯就点哪个灯、想什么颜色就什么颜色的效果。

流水动起来：

感觉灯效还是没有达到预期的效果，那怎么样效果更好看呢？看看色谱找找灵感。

这么多颜色要怎么组合才符合美学逻辑呢？

无意间拖动色谱的滑条，发现颜色组合不是随机分配的，色系是有规律变化的。下面贴一张动图演示一下：

颜色从左到右变化时，RGB的数值变化是有逻辑可循的。逻辑状态可以总结如下：

sta0：{255,0,0}->sta1 : {255,255,0}->sta2 : {0,255,0}->sta3 : {0,255,255}->sta4 : {0,0,255}->sta5 : {255,0,255}->sta0 : {255,0,0}，每一组状态之间数据都是从0-255之间递增或者递减。那么，总共有255*6 = 1530种颜色组合。

目前我的板子上共有32*8个灯，我想让我的每一个灯都跑满这些颜色组合，应该怎么去实现呢？

如果每一个灯都是同时的进行相同的颜色转变，那显然是不行的，不够炫酷。我将我板子上的灯划分为32组，将这255*6种颜色组合均匀的32等份，每一组灯赋相应的初值。在软件设置一个5ms的定时器，每进一次定时器都让不同组的灯RGB数据相应递增或者递减，往自身的下一个状态去切换，即在sta0到sta5这6个状态里不停的循环。

这样一来，每组灯都是以不同的颜色但是以相同的规律变化颜色，也都是等间隔的从一个色域往另一个色域转变，不会有颜色的突变，让灯条产生一种生生不息，循环往复的波浪灯效。