用SPI和DMA驱动WS2812B炫彩LED
在开始进行SPI驱动WS2812B设计之前，先了解一下WS2812B是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个050LED灯珠相同，每个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路，还包含有高精度的内部振荡器和可编程定电流控制部分，有效保证了像素点光的颜色高度一致。数据协议采用单线归零码的通讯方式，像素点在上电复位以后，DIN端接受从控制器传输过来的数据，首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后，送到像素点内部的数据锁存器，剩余的数据经过内部整形处理电路整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点，每经过一个像素点的传输，信号减少24bit。像素点采用自动整形转发技术，使得该像素点的级联个数不受信号传送的限制，仅受限信号传输速度要求。这个灯现在应用非常广泛，其尺寸如下和引脚。
芯片的供电电压还是有一些要求的，最低要3.7V，为了能更好地驱动它，还得需要用板子上的5V电源。
而数据通信则用3.3V的电平，根据其电器参数表的描述，3.3V的高电平也足够其识别了。
电路设计上，只需要按照如下的串联即可
WS2812B的数据传输采用单线方式，如下为其数据传输时间、时序波形和数据传输方法，可以看到，其数据1和0，分别采用不同的高电平时间来决定。根据时间值，可以估算，数据1和0的总时间可以相同，而高电平时间分别为总时间的2/3和1/3即可，总时间可以设定为1.25uS，相当于是一个约800KHz的方波，只是占空比分别是2/3和1/3来分别待变1和0。但我们采用的是SPI的方式驱动，该方式驱动需要控制每个字节的8位中连续置1的位的个数来实现占空比的调节，根据下面的时间，可以分别采用5bit位和2bie位来表示数值1和数值0，也就是5/8和2/8，相当于781nS和313nS，正好能符合时序所要求的T1H和T0H的时间。
在数据传输的方法中，前面已经提到，首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后，送到像素点内部的数据锁存器，剩余的数据经过内部整形处理电路整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点，每经过一个像素点的传输，信号减少24bit。也就是每个灯，只保留自己收到的第一个24bit数据，剩下的都传给下一个灯。
同时，在传输完一次所有数据之后，需要产生一个RESET信号，该信号时间大于280uS，设计中采用320uS，以满足改时序。
数据在发送时，按照下面的顺序传输，即高位线发送，GRB的顺序发送．
基于上面的内容，可以将WS2812B的电源接到如下J6排针上的的P5LP_VDD引脚进行供电，该引脚为5V电压，从USB接口而来，正好符合要求。
而根据芯片引脚的功能复用定义，可以选择P10.0和P10.1作为MISO和MISO
而选择P10.2作为SCLK引脚
当然，本设计实际只需要MOSI也就够了。
控制只需要接5V的电源以及SPI主机的MOSI引脚。5V就接到板子上的5V电源引脚即可。
打开PSoC Creator，通过芯片系列并使用SPI过滤搜多，发现还是有比较多的demo code的，这里就选择DMA+SPI MAter这个例程。
打开之后更新芯片型号到对应开发板的型号。
研究发现这是一个一颗芯片自发自收的例子。其主要功能就是Master发送命令给Slave，然后控制Slave上的LED灯亮不同的颜色。
甚至自发自收还是在一颗芯片的两个内核上，其中M0内核作为了SPI Slave设备，而M4内核则作为Master设备，说实话，非常妙啊。
但实际上为了驱动灯，只需要作为Master的SPI即可，因此需要将工程适当改造一番。
首先就是去掉Slave
留下Master即可
这时候确认Master的SPI各引脚已经选择正确的引脚了
双击mSPI进行编辑配置
其中最终的的一项就是配置时钟为6.4MHz，保存
SPI Master改成只需要发送
去掉M0的SPI Slave的大部分代码，留下如下main函数即可
接下来根据WS2812B灯带进行设计，首先灯带包含了16颗灯。
因此根据前文介绍的SPI驱动灯带的方法，先定义相关的宏定义和变量，定义包括了灯珠的个数，每颗灯珠的颜色字节数，需要SPI产生生一个颜色的字节数，数据之后更新颜色所需RESET信号的时长以及等效的SPI字节数，WS2812B的三个数据结构体，以及16颗灯珠的数据缓存等，其中数据1使用0x1F，也就是5/8的占空比，数据0使用0x03，也就是2/8的占空比。
实现数据填充函数，实际上就是将颜色转换为SPI每个字节的数据，而最后一个字节则填了0xFF，主要是为了让芯片的MOSI组后输出闭关保持高电平
在主函数中，除了初始化系统及spi接口之外，在主循环中每2秒更新一下16颗灯珠的显示颜色。
SPI接口初始化操作如下，配置使用DMA方式
而下面重点则需要看一下DMA，这颗芯片的DMA非常强大，使用Descriptors进行配置，可以有多个Descriptors，每个最大传输65536个字节。可以实现X和Y的2D的数据传输，入下图。且触发非常灵活，数据量可以极大。
本次使用DMA进行SPI驱动16颗WS2812B，根据前面定义的ws2812b_bit_buffer这个变量数组，需要传输624个数据，因此设计称了10个Descriptors
其中前9个Descripto中每个传输64字节，数据传输单元为Byte，位宽为Byte到Word，源地址需要自增1
第10个则传输624-64*9=48个字节。
每个Descriptor首位相连，且前要给完成之后触发下一个，最终在整个descriptor chain完成之后触发完成中断。
在DMA初始化时，需要手动初始化Descriptor
并指定每个Descriptor的便宜地址
发送函数调用ConfigureTxDma完成上述DMA的配置，并使能DMA通道。且使用变量masterTranStatus进行状态判断
当SPI传输完成时，在中断中清除上述状态
编译下载运行
用逻辑分析仪，可以看到SPI数据输出之后，对应到WS2812B的DI引脚上的频率，约800K，以及数据1和0的占空比情况
在等待上就可以实现每2秒在绿色、红色和蓝色之间切换颜色了。
总结：相对来说，DMA确实非常强大，初次使用，可能感觉还很麻烦，后来发现确实不错，很赞很香。WS2812B也非常好玩，后续还可以调试一些呼吸灯等效果。
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