鸣谢博主大大：【STM32】WS2812介绍、使用SPI+DMA发送数据 - 夜桜が舞う - 博客园

一，硬件分析

WS2812，这LED内部已经整合了信号处理的芯片，以4pin的WS2812为例，它的引脚分别是：

VDD：电源，3.5V～5.3V

VSS：地

DIN：数据输入

DOUT：数据输出

二，WS2812通信流程

数据包结构分析

可以简单理解成一个大蛋糕，一个由所有RGB灯的数据所组成的大蛋糕

D1（第一颗LED）收到3组数据（大蛋糕，3×24bit），自己截取一组数据（吃一口，24bit），剩下两组数据（2×24bit），交给D2

D2也截取一组，剩下最后一组，交给D3

D3也一定要截取，然后就没有数据能交给D4了（假设如图那样，只发了3组数据）

逻辑电平分析

如上图，如果说通过发送三个字节（24bit）来控制这个灯，是不行的。（这里还没考虑WS2812需要很高波特率这个问题）

WS2812规定：正确的信号需要高低电平的组合。即一位的内容，就需要包含高低电平

可以总结，每个灯珠有三个颜色通道（G、R、B）；每个颜色通道有以8个bit来进行控制；每个bit要以高低电平的组合。要能控制WS2812，必须要发24个字节，这还只是一个LED要的数据而已

三，疑难杂症

问题一：每个bit要以高低电平的组合才能满足WS2812对“1 0" 的规定，那该如何处理呢？

（“代表逻辑的 0/1”和“SPI发送的数据位”容易混在一起。。。）

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首先要清楚：

针对WS2812，区分的关键在于高电平占的时间长还是短

• 逻辑 1：高电平持续约 0.8µs，低电平持续约 0.45µs。（高电平占比：64%）
• 逻辑 0：高电平持续约 0.4µs，低电平持续约 0.85µs。（高电平占比：32%）

 

因此，我们可以将 SPI 速度设置为 4 倍频，即

• 逻辑 1 → SPI 发 1100：4 个时间段里，前 2 个高，后 2 个低（占空比 50%）。
• 逻辑 0 → SPI 发 1000：4 个时间段里，前 1 个高，后 3 个低（占空比 25%）。

问题二：为啥给到把 1000 或者 1100 塞到SPI能够自动输出 高低低低 或者 高高低低 电平？

被设计出来就是干这个活的。它的内部结构决定了给它数字，它吐出电压。就像按开关，灯就会亮一样，是物理连接决定的，不需要“理解”