32位8051技术交流宣讲会

01 WS2812电流波形

一、前言

  彩色灯珠WS2812B可以通过单线进行控制，  多个灯珠可以通过级联，   通过单片机的 一个 IO 口进行控制。 WS2812 三色通过 24 bit 进行设置，   每一种RGB的亮度都有 256 级可被设置。 所以总的颜色共有 2 的 24 次方中。 下面通过对 WS2812的工作电流波形进行测量，  观察其内部色彩驱动机理。  对工作电流采样使用一个电阻箱，   电阻箱的阻值设置在 10 到50欧姆，  通过测量 VCC端的波形， 可以获得 WS2812 的工作电流波形。 下面通过软件，  设置 WS2812 不同的颜色，   ·观察它的电流不同的波形。

二、测量结果

1、工作频率

  设置 WS2812 中的 G 的亮度为 0x80，   其它 R，B 亮度为 0。 采样电阻为 50欧姆， 这是测量到的电流波形。  可以看到 WS2812 的工作频率为  4.235 kHz。

  这是设置 G,R两个 LED 都是 50% 的点亮， B关闭对应的电流波形。可以看到 G,R两个 LED 工作对应的相位不是同相的， 之间相差一定的相位。 这是将 RGB三个 LED的亮度都设置为 25%， 此时可以看到三个LED是轮流点亮。 这是设置为 12.5% 的亮度， 三个LED点亮对应的低电平脉冲之间相差 120°。 通过观察 WS2812 工作电压波形，  可以看到三个LED点亮之间相差 120度相位。

  将三个通道亮度都设置为 0xff，  对应的电压波形是一条直线，    ·此时三个 LED 都打开。 将三个LED 的亮度都设置为  0x80，  对应的工作电压波形。  可以看到三个 LED 之间有同时打开的重叠波形。  分别设置三个 LED 的亮度为  0x10, 0x20, 0x30, 这个电压波形可以看到他们之间明显的点亮时间长短差异，    另外点亮的在一个周期内存在着 120 度的相位差。 这种安排也可以最大可能减少工作电流的波动，   尽可能获得比较平稳的工作电流。

※ 总  结 ※

  本文通过观察WS2812工作电流，  得到内部LED PWM 频率为 4.235 kHz。  三个LED点亮之间相差 120度。

参考资料