亚当泰勒玩转MicroZed连载31:系统模块驱动NeoPixel RGB LED阵列

6个月前,在我开始写这个连载博客的时候,我就通过提供一些好的、简单易用的例子,来阐述zynq all programmable soc的ps(处理器系统)和pl(可编程逻辑)的若干细节知识,并在以前的章节中介绍了microzed i/o载体卡,现在,我们可以尝试把之前介绍过的这些方面都组合到一起,来看看让它们协同工作是多么容易的事情。
这个例子,我们主要考虑用ps来控制pl去驱动一个adafruit neopixel数字rgb led阵列。我们会通过下面的方法来实现:
1.开发一个pl外设来驱动neopixels;
2.在ps和pl之间通信;
3.使用zynq i/o载体卡和卡上的pmod扩展端口;
4.开发一个ps应用来使上面这些项协同工作;
我不认为这个工作在一篇博文中就能描述完,可能会需要写几篇,但是不用担心,所有的事情都已经实现了,并且可以正常工作,所以在方法上不会有任何问题,我将花点时间来详细说明这个工作。
有些人也许会问,neopixel是什么?它们是独立编址的led,每一个neopixel都包括一个红色、绿色和蓝色led,这些led通过一个数字控制器来控制。它们被安装成条状,就象你在这张adafruit照片中看到的那样:
adafruit neopixel数字rgb led防水条
adafruit neopixel条采用的是一个非常简单的3线接口,包括电源、电源回复和din(数据输入)。三个neopixe led(红、绿或者蓝)输出的光都用一个8-bit值来表示,因此,每一个单色led都可以提供256个亮度级,当和另外两个led组合到一起的时候,就可以得到24位色(16777216个颜色)。丰富的色彩以及简单的串行接口,使得这些led器件在许多场合中都得到广泛使用。
更好的地方在于,neopixel之间可以通过菊花链连接在一起。每一个neopixel都有一个缓冲的dout(数据输出)接口,当命令字一个接一个的传输过来时, neopixel就把数据从din接口直接传送到dout接口,这样,仅用一根i/o线,就可以把这些独立编址的neopixel组合成一个大的条状或者其它的排列方式。想要组合成多大都行,只要你能把它们都点亮。
两个neopixel通过菊花链组合在一起
neopixel采用worldsemi ws2812智能型led集成光源(数据手册这里)。这些器件通常采用5v供电,但是,数据手册中建议可以采用3.3v供电,其中的限制因素就是蓝色led需要的供电电压是3.2v~3.4v。因此,应该(的确是)可以采用microzed i/o载体卡的3v3来给这些器件供电,我会在后面的博文中进行更详细的说明。
我需要一个pmod扩展模块来确保能够把neopixel同microzed i/o载体卡连接起来。pmodcon1扩展模块连接器把pmod接口上的4根信号线和电源/电源回复线输出到6个螺丝接线端。
pmodcon1与neopixel条之间的连接
我们要有一个良好的工程习惯,就是在一头扑进去开发一个方案之前,先定义好一些需求。下面整理了这个应用的一些主要需求:
1、要能够驱动可变数量的neopixel;
2、在工作过程中,用户可以进行升级;
3、每一个neopixel都要能单独进行编址;
4、每一个neopixel在工作过程中要能够进行升级;
这些需求都非常简单,但是,满足这些需求的应用能够以多种方式灵活地进行使用。
在下一篇博文中,我们将要着眼于通过什么样的架构和方法来实现这些需求。下面的图片展示了这个方案最初的测试结果,测试中只控制了一个led。
第一个用zynq控制的neopixel
原文链接:
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