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

【TI资料】专为高压系统设计的新型MCU 【TI资料】基于新型C29内核的MCU技术资料

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。

void RGB_LED_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef IO_Init;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef OC_Init;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);

    IO_Init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    IO_Init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
    IO_Init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &IO_Init);

    TIM_DeInit(TIM5);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 256-1; 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;       
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
    TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); 

    OC_Init.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;//输出模式
    OC_Init.TIM_OutputState = ENABLE;               //输出使能
    OC_Init.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;   //输出极性
//  OC_Init.TIM_Pulse = 50;

    TIM_OC1Init(TIM5, &OC_Init);        
    TIM_OC2Init(TIM5, &OC_Init);        
    TIM_OC3Init(TIM5, &OC_Init);    

    TIM_OC1PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC3PreloadConfig(TIM5, TIM_OCPreload_Enable);

    TIM_Cmd(TIM5, ENABLE); 
}

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：

//设置LED占空比
void SetDutyCycle(LEDtype LEDn, int dty)
{
    switch(LEDn)
    {
        case R_LED:
            TIM_SetCompare2(TIM5, dty);
        break;
        case G_LED:
            TIM_SetCompare1(TIM5, dty);
        break;      
        case B_LED:
            TIM_SetCompare3(TIM5, dty);
        break;
        default:
            TIM_SetCompare1(TIM5, 0);
            TIM_SetCompare2(TIM5, 0);
            TIM_SetCompare2(TIM5, 0);
        break;          
    }
}

串口命令的解析

Qt的上位机下发的数据格式如下：

R+数值+G+数值+B+数值+*

如：

R12G123B45*
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，

12 123 45
155 9 24

然后控制对应的PWM输出。

串口中断函数：

uint8_t rx_buf[100];
uint8_t rx_len;
void USART1_IRQHandler(void)                    //串口1中断服务程序
{
    uint8_t dat;
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  
    {
        dat = USART_ReceiveData(USART1);    //读取接收到的数据
//      USART_SendData(USART1, dat);
        if(dat == '*')  
        {
        //R123G123B213*
//          printf("%s %d", rx_buf, rx_len);
            ParseCmd(rx_buf, rx_len);
            memset(rx_buf, 0, rx_len);
            rx_len = 0;
        }
        else
        {
            rx_buf[rx_len++] = dat;
        }   
    }
}

串口数据解析，获取到RGB对应的数值：

void ParseCmd(char *rx_buf, size_t len)
{
    uint8_t R_Num, G_Num, B_Num;
    char R_Str[20], G_Str[20], B_Str[20];
    char *R, *G, *B;

    len = strlen(rx_buf);
    R = strstr(rx_buf, "R");
    G = strstr(rx_buf, "G");
    B = strstr(rx_buf, "B");

    strncpy(R_Str, R+1, G-R-1);
    R_Str[G-R-1] = '\0';
    strncpy(G_Str, G+1, B-G-1);
    G_Str[B-G-1] = '\0';
    strncpy(B_Str, B+1, len - (B - rx_buf)-1);
    B_Str[len - (B - rx_buf)-1] = '\0';
//    printf("R:-%s-,\r\nG:-%s-,\r\nB:-%s-,\r\n", R_Str, G_Str, B_Str);

    R_Num = atoi(R_Str);
    G_Num = atoi(G_Str);
    B_Num = atoi(B_Str);
//    printf("%d %d %d", R_Num, G_Num, B_Num);

    SetDutyCycle(R_LED, R_Num);
    SetDutyCycle(G_LED, G_Num);
    SetDutyCycle(B_LED, B_Num);
}