基于STM32+Qt上位机的RGB调色器,全开源!

原创 电子电路开发学习 2021-10-03 20:27

前言

使用uFUN STM32开发板配合Qt上位机,实现任意颜色的混合,Qt的上位机下发RGB数值,范围0-255,uFUN开发板进行解析,然后输出不同占空比的PWM,从而实现通过RGB三原色调制出任意颜色。

Qt上位机界面:

STM32下位机

  • 基于uFUN开发板的STM32程序

  • 串口驱动,串口中断,数据的接收和解析。

  • 定时器的使用,PWM方式驱动RGB

Qt上位机

  • 基于Qt 5.8.0开发,采用串口协议和uFUN开发板进行通讯,数据协议固定,串口波特115200,可自定义RGB的亮度,可通过调色板来选择任意颜色

  • 串口的使用,串口的搜索,串口参数的设置

  • 串口的打开关闭,串口数据的发送和接收

  • 串口自定义波特率的实现

  • 滑动条的使用,滑动条值的获取和设置,调色板RGB颜色值的获取

  • 按钮的触发,信号与槽

  • 多窗口的打开和关闭

演示视频

RGB简介

RGB模型是目前常用的一种彩色信息表达方式,它使用红,绿,蓝三原色的亮度来定量表示颜色。该模型也称为加色混色模型,是以RGB三色光互相叠加来实现混色的方法,因而适合于显示器等发光体的显示。

可以通过调整RGB三种原色的比例,来混合出任何你想要的颜色。

uFUN开发板的硬件电路

uFUN开发板上的RGB灯硬件电路也很简单,可以通过TIM5 / TIM2的通道1,通道2,通道3来控制,通过实际验证,发现PWM B和PWM G两个引脚的网络标号反了,如下图:

定时器输出PWM配置

使用TIM5或者TIM2都可以,但是在使用TIM5软件仿真的时候,发现没有PWM波输出,而实际有输出,不知道这是不是的Keil的一个BUG,我的是5.16a版本的。

  1. void RGB_LED_Init(void)

  2. {

  3. GPIO_InitTypeDef IO_Init;

  4. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

  5. TIM_OCInitTypeDef OC_Init;


  6. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

  7. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);


  8. IO_Init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

  9. IO_Init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;

  10. IO_Init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  11. GPIO_Init(GPIOA, &IO_Init);


  12. TIM_DeInit(TIM5);


  13. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 256-1;

  14. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;

  15. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

  16. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

  17. TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);


  18. OC_Init.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;//输出模式

  19. OC_Init.TIM_OutputState = ENABLE; //输出使能

  20. OC_Init.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性

  21. // OC_Init.TIM_Pulse = 50;


  22. TIM_OC1Init(TIM5, &OC_Init);

  23. TIM_OC2Init(TIM5, &OC_Init);

  24. TIM_OC3Init(TIM5, &OC_Init);


  25. TIM_OC1PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);

  26. TIM_OC2PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);

  27. TIM_OC3PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);


  28. TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);

  29. }

这里的计数周期,设置成了255,即0-255对应占空比0-100,可以通过下面这个函数来设置对应通道的占空比:

  1. //设置LED占空比

  2. void SetDutyCycle(LEDtype LEDn, int dty)

  3. {

  4. switch(LEDn)

  5. {

  6. case R_LED:

  7. TIM_SetCompare2(TIM5, dty);

  8. break;

  9. case G_LED:

  10. TIM_SetCompare1(TIM5, dty);

  11. break;

  12. case B_LED:

  13. TIM_SetCompare3(TIM5, dty);

  14. break;

  15. default:

  16. TIM_SetCompare1(TIM5, 0);

  17. TIM_SetCompare2(TIM5, 0);

  18. TIM_SetCompare2(TIM5, 0);

  19. break;

  20. }

  21. }

串口命令的解析

Qt的上位机下发的数据格式如下:

  1. R+数值+G+数值+B+数值+*

如:

  1. R12G123B45*

  2. R155G9B24*

数值有1-3位,STM32接收到数据之后,可以解析出对应的数值,

  1. 12 123 45

  2. 155 9 24

然后控制对应的PWM输出。

串口中断函数:

  1. uint8_t rx_buf[100];

  2. uint8_t rx_len;

  3. void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序

  4. {

  5. uint8_t dat;

  6. if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)

  7. {

  8. dat = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据

  9. // USART_SendData(USART1, dat);

  10. if(dat == '*')

  11. {

  12. //R123G123B213*

  13. // printf("%s %d", rx_buf, rx_len);

  14. ParseCmd(rx_buf, rx_len);

  15. memset(rx_buf, 0, rx_len);

  16. rx_len = 0;

  17. }

  18. else

  19. {

  20. rx_buf[rx_len++] = dat;

  21. }

  22. }

  23. }

串口数据解析,获取到RGB对应的数值:

  1. void ParseCmd(char *rx_buf, size_t len)

  2. {

  3. uint8_t R_Num, G_Num, B_Num;

  4. char R_Str[20], G_Str[20], B_Str[20];

  5. char *R, *G, *B;


  6. len = strlen(rx_buf);

  7. R = strstr(rx_buf, "R");

  8. G = strstr(rx_buf, "G");

  9. B = strstr(rx_buf, "B");


  10. strncpy(R_Str, R+1, G-R-1);

  11. R_Str[G-R-1] = '\0';

  12. strncpy(G_Str, G+1, B-G-1);

  13. G_Str[B-G-1] = '\0';

  14. strncpy(B_Str, B+1, len - (B - rx_buf)-1);

  15. B_Str[len - (B - rx_buf)-1] = '\0';

  16. // printf("R:-%s-,\r\nG:-%s-,\r\nB:-%s-,\r\n", R_Str, G_Str, B_Str);


  17. R_Num = atoi(R_Str);

  18. G_Num = atoi(G_Str);

  19. B_Num = atoi(B_Str);

  20. // printf("%d %d %d", R_Num, G_Num, B_Num);


  21. SetDutyCycle(R_LED, R_Num);

  22. SetDutyCycle(G_LED, G_Num);

  23. SetDutyCycle(B_LED, B_Num);

  24. }

代码下载

  • STM32下位机+Qt上位机源码开源地址

    https://gitee.com/whik/uFUN_RGB_Control

或者关注公众号,后台回复【RGB】,获取压缩包下载链接。

电子电路开发学习 单片机点灯小能手,电子行业从业者。开发板评测、嵌入式开源项目分享、学习笔记记录。可能不会经常更新,但每一篇都是精心编写。
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