Programování RGB adresovatelných LED (WS2811 a WS2812)

;
; Copyright (c) 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
;
; SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
;
.program ws2812                         ; (1)
.side_set 1                             ; (2)

.define public T1 2                     ; (3)
.define public T2 5
.define public T3 3

.wrap_target                            ; (4)
bitloop:
    out x, 1       side 0 [T3 - 1] ; Side-set se uplatní i když se instrukce out zastaví.
    jmp !x do_zero side 1 [T1 - 1] ; Rozvětvení na základě bitu, vysunutého z OUT shift registru. Začínáme kladným pulsem.
do_one:
    jmp  bitloop   side 1 [T2 - 1] ; Pokračujeme vysokou hodnotou pro jedničkový bit.
do_zero:
    nop            side 0 [T2 - 1] ; Nebo jdeme na nulu, pro nulový bit.
.wrap

/**
 * Copyright (c) 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
 *
 * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/pio.h"
#include "hardware/clocks.h"
#include "ws2812.pio.h"

/**
 * NOTE:
 *  Take into consideration if your WS2812 is a RGB or RGBW variant.
 *
 *  If it is RGBW, you need to set IS_RGBW to true and provide 4 bytes per
 *  pixel (Red, Green, Blue, White) and use urgbw_u32().
 *
 *  If it is RGB, set IS_RGBW to false and provide 3 bytes per pixel (Red,
 *  Green, Blue) and use urgb_u32().
 *
 *  When RGBW is used with urgb_u32(), the White channel will be ignored (off).
 *
 */
#define IS_RGBW false
// počet LED v řetězu
#define NUM_PIXELS 8
// kde máme připojen DIN
#define PICO_DEFAULT_WS2812_PIN 2

#ifdef PICO_DEFAULT_WS2812_PIN
#define WS2812_PIN PICO_DEFAULT_WS2812_PIN
#else
// default to pin 2 if the board doesn't have a default WS2812 pin defined
#define WS2812_PIN 2
#endif

// Check the pin is compatible with the platform
#if WS2812_PIN >= NUM_BANK0_GPIOS
#error Attempting to use a pin>=32 on a platform that does not support it
#endif

// pošle barvy na jednu RGB LED
static inline void put_pixel(PIO pio, uint sm, uint32_t pixel_grb)
{
    pio_sm_put_blocking(pio, sm, pixel_grb << 8u);
}

// převod barev R,G,B  0-255 na uint32_t
static inline uint32_t urgb_u32(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b)
{
    return
            ((uint32_t) (r) << 8) |
            ((uint32_t) (g) << 16) |
            (uint32_t) (b);
}

int main()
{
    stdio_init_all();

    PIO pio;
    uint sm;
    uint offset;

    // Tato funkce najde volný pio a stavový stroj pro náš program a nahraje ho do paměti pio
    // Použijeme funkci pio_claim_free_sm_and_add_program_for_gpio_range,
    // takže dostaneme PIO instanci vhodnou pro adresování GPIO pinů >= 32
    // jestliže to potřebujeme a je to podporováno hardware (např. RP2035)
    bool success = pio_claim_free_sm_and_add_program_for_gpio_range(&ws2812_program, &pio, &sm, &offset, WS2812_PIN, 1, true);
    hard_assert(success);

    ws2812_program_init(pio, sm, offset, WS2812_PIN, 800000, IS_RGBW);

    int t = 0;
    uint32_t color = rand();
    while (1) {
        // pošleme červenou barvu na všechny LED
        for( int i=0; i< NUM_PIXELS; i++ ) {
            put_pixel(pio, sm, urgb_u32(0xff, 0x00, 0x08));
        }
        sleep_ms(2000);
        // pošleme náhodnou barvu na každou LED
        for( int i=0; i< NUM_PIXELS; i++) {
            put_pixel(pio, sm, color);
            color = rand();
        }
        sleep_ms(2000);

    }

    // Toto uvolní zdroje a vyhodí náš PIO program z paměti
    pio_remove_program_and_unclaim_sm(&ws2812_program, pio, sm, offset);
}

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

set(PICO_BOARD pico)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

include($ENV{PICO_SDK_PATH}/external/pico_sdk_import.cmake)

project(ws2812 C CXX ASM)

pico_sdk_init()

add_executable (${PROJECT_NAME} ${PROJECT_NAME}.c)

# generování PIO programu a hlavičkového souboru pomocí pioasembleru
pico_generate_pio_header(ws2812 ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/ws2812.pio)



target_link_libraries(
  ${PROJECT_NAME}
  pico_stdlib
  hardware_pio
  )

pico_enable_stdio_usb(${PROJECT_NAME} 1)
pico_enable_stdio_uart(${PROJECT_NAME} 0)

pico_add_extra_outputs(${PROJECT_NAME})