设计背景

WS2812是一款经典的RGB LED灯，通过单线进行通讯。只需要使用IO来控制1码和一码的时序生成便可控制LED显示不同的颜色。 通过不同的组合等则最多可以显示255 * 255 * 255种颜色。AI8051U是STC89C51系列的最新升级款MCU，支持8位和32位模式。 我们可以使用8051U直接使用IO驱动WS2812。

主要物料如下

• WS2812 * 16
• AI8051U
• 按键若干 * 5

模块电路详解

电源滤波和分压电路

电源LDO采用的是AMS1117-5.0 输出的， 采用了两个47UF的电容来进行滤波，并且输出到系统主电源。其中采用了两个电阻组成了一个分压电路用于ADC测试生成随机数。

核心下载和复位电路（支持USB下载）

上述是最小系统的核心电路。其中引出了P3.0 和 P3.1 作为UART1，同时可以和STC-LINK进行通讯。进行下载。也可以按下reset键然后使用USB下载。 这里需要注意的是， RESET键的默认选项是IO， 如果需要设置成复位的按键的时候，需要使用STC-ISP下载一次之后，切换功能脚即可正常复位。如下图所示，取消下述勾选。

按键电路

四个独立的IO按键可以用于下载控制LED灯效果或者亮度使用，其中UP button还可以在上电前保持低电平使其单片机进入HID模式进行下载代码。

TYPE-C供电和UART2

这里的TYPE-C需要和单片机的TX和RX连接，这里需要注意的一点是。 如果单片机想要使用RESET切换到HID模式（USB）下载模式。不要在串口1上接外部设备，负责复位后可能出现无法切换到HID模式。

效果展示

彩虹

全屏渐变

追逐效果

随机闪烁

和全屏填色追逐。由于相机的原因，上述的拍摄出来不是很好看。 当然你也可以发挥自己的创意来DIY自己的特效。 目前的程序代码支持左右键调整特效，上下键调整灯光的亮度。（程序在主频24MHZ下运行良好）

代码核心部分讲解

ws2812的核心在于如何控制好时序的生成， 即使0码和1码处于一个比较平均的时间区间内，这样的话即使控制多个LED也不会出现错误闪烁的情况。因此这里的0码和1码是我通过逻辑分析仪测量出来的具体时间。通过宏定义的方式来进行控制。

之后便可以通过发送不同的0和1来控制LED的点亮。

主程序

主程序中会根据按键的状态来调整LED的亮度或者效果等，如果想要拓展自己的灯效的话，可以在下述函数中进行拓展。