简介

ARGB（Addressable-RGB/可寻址RGB）是一种较为流行的LED灯具，广泛应用于照明、装饰和电子项目。“可寻址”部分是指通过嵌入或连接到每个LED的集成电路（IC）来单独控制每个LED的颜色和亮度的能力，从而实现点对点的编程，以产生更多样的组合光效。

ARGB LED通常以链式连接，每个LED模块内置一个控制芯片，内置IC通过数字信号透传颜色及亮度指令。常见型号包括：WS2812B、WS2813、SK6812、SK9822、APA102，其中可分为带断点续传和不带断点续传或有时钟通道和无时钟通道。带断点续传功能的可寻址RGB LED有一个数据通道和一个备用数据通道，当只有一个IC发生故障时，信号仍然可以传递给后续的IC。带时钟通道功能的可寻址RGB LED有一个数据通道和一个时钟通道，允许更高的数据传输速度和更可靠的信号。

下文提供使用Realtek Bluetooth SOC实现ARGB灯效控制实例，其中ARGB以WS2812B为例。

WS2812B链式连接示意图

ARGB通信方式

ARGB灯以WS2812B为例，使用单线归零码（Unipolar Return-to-Zero，RZ）的通信方式，输入码型包括“0”码，“1”码和“RESET”码，如下图所示。三种码型时间见下表。

输入码型

码型时间（TH+TL=1.25us±600ns）

WS2812B在上电复位以后，DIN端接收从Realtek Bluetooth SOC传输过来的数据，首先送过来的24bit数据被第一个WS2812B提取后，送到内部的数据锁存器，剩余的数据经过内部整形处理电路后通过DOUT端输出给下一个级联的WS2812B，每经过一个WS2812B的传输，数据减少24bit，如下图所示。

ARGB数据传输

其中DIN_1为Realtek Bluetooth SOC发送的数据，DIN_2、DIN_3和DIN_n为级联电路自动整形转发的数据。

24 Bit的数据结构如图所示，高位先发，按照GRB的顺序发送数据。

24 Bit的数据结构

WS2812B接收完24bit数据，送到内部的数据锁存器，并通过DOUT端转发剩余的数据。然后等待DIN端输入“RESET”码，当接收到“RESET”码后，所有级联的WS2812B同步根据接收的24bit数据，在OUTR、OUTG和OUTB端产生不同的占空比的信号。在接收到下一个“RESET”码之前，OUTR、OUTG、OUTB端保持原输出不变。当接收到下一个“RESET”码后，OUTR、OUTG、OUTB端输出会被刷新，如图所示。

ARGB通信方式示意图

使用Timer+DMA控制ARGB

将Realtek Bluetooth SOC的PWM端与ARGB的DIN端相连，配置Timer和DMA生成相应频率和占空比的PWM信号，使其输出符合时序的码型，来控制ARGB。

ARGB以WS2812B为例，Timer和DMA的配置如下：

1. Timer配置：

设置Timer以产生频率为800kHz的PWM信号，其中占空比为75%的PWM信号模拟“1码”，占空比为25%的PWM信号模拟“0码”。

PWM信号模拟ARGB输入码型

2. DMA设置：

配置DMA通道，从存储颜色数据的缓冲区传输数据到Timer的CCR寄存器。DMA操作可以减轻CPU负担，确保数据传输的精确性和时序准确性。

在数据传输过程中，确保连续地更新LED颜色数据，避免超过50us的空闲时间。如果发生复位，需要重新开始发送数据以保持连贯性和正确的显示效果。

使用SPI+DMA控制ARGB

SPI总线在传输过程中只传输数据，且传输速度高，适合模拟ARGB通信方式。将Realtek Bluetooth SOC的SPI MOSI端与ARGB的DIN端相连，配置SPI和DMA输出符合时序的码型，来控制ARGB。

ARGB以WS2812B为例，SPI和DMA的配置如下：

1. SPI配置：

Realtek Bluetooth SOC的SPI clock一般为40MHz，对SPI clock四分频，SPI时钟周期为0.1us，表示传输一位数据的时间为0.1us。SPI data frame size设为12。SPI发送data“0xFF8”模拟“1码”，发送data“0xE00”模拟“0码”。

SPI data模拟ARGB输入码型

2. DMA配置：

配置DMA通道，从存储颜色数据的缓冲区传输数据到SPI的TX FIFO寄存器。DMA操作可以减轻CPU负担，确保数据传输的精确性和时序准确性。

在数据传输过程中，确保连续地更新LED颜色数据，避免超过50us的空闲时间。如果发生复位，需要重新开始发送数据以保持连贯性和正确的显示效果。

软件实现

RTL87x3D和RTL87x3E均支持通过SPI单线模式实现ARGB灯效控制。为了适应不同的应用需求，SPI通信提供了多种驱动模式，包括轮询模式、中断模式以及DMA模式。详细的实现示例和代码请参考文档：

https://docs.realmcu.com/sdk/rtl87x3d/common/en/latest/text/Samples/IO/spi_master_rgb_write.html。

RTL87x2G支持通过ENHTIM+DMA和SPI单线模式实现ARGB灯效控制。RTL87x2G提供ENHTIM+DMA方案的示例。详细的实现示例和代码请参考文档：

https://docs.realmcu.com/sdk/rtl87x2g/common/cn/latest/samples/simulation_protocol/argb/doc/text_cn/README.html。