使用WS2812和STM32G474RE体验视觉卓越的未来

像素栩栩如生：16个RGB元素和谐共舞！

4X4 RGB Click with Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

4X4 RGB Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G474RE

我们的4x4显示矩阵配备了16个“智能”RGB元素，为充满活力的视觉体验打开了一扇大门，使其成为需要生动和可定制显示的项目的理想选择。

硬件概览

它是如何工作的？

4x4 RGB Click基于WS2812，这是Worldsemi生产的具有集成控制的智能LED元素。由于LED元素的高亮度和色彩一致性，这款Click板™可以用于各种装饰应用、简单图案显示和颜色数字显示，由于Click板™本身的级联特性，甚至可以用于构建更大的屏幕和显示器。这些LED元素由红色、绿色和蓝色LED段组成，形成一个RGB LED单元，其强度由集成的逻辑部分控制。这个集成的控制部分允许对每个RGB段进行单独的8位控制，形成一个24位的颜色调色板，可

以显示16,777,216种不同的颜色。LED元件的电源由Microchip生产的MCP1826提供，这是一个低电压、低静态电流LDO调节器，可提供高达1A的电流。虽然逻辑电压可以在3.3V和5V轨之间选择，但LED的电源是从5V的mikroBUS™电源轨中派生的。LDO将其降低至3.5V，并将其分配到WS2812元件的LED供电输入。4x4 RGB Click使用单线与宿主MCU通信。板载IN开关可以在IN1和IN2引脚之间选择通信线。mikroBUS™的OUT引脚允许多个4x4 RGB Click设备级联。

它简单地将数据线路由回mikroBUS™，允许它被重新用于下一个4x4 RGB点击，依此类推。整个链的长度仅受到维持合理刷新速度所需的通信速度的限制。这款Click板™可以通过IO LEVEL跳线选择使用3.3V或5V的逻辑电压等级运行。这样，3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。此外，这款Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库，可以用作进一步开发的参考。

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台，供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性，使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器，并包含了如用户 LED（同时作为 ARDUINO® 信号）、用户和复位按钮，以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性，它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头，提供了对 STM32 I/O 的完全访问，以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活，支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源，确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器，简化了编程和调试过程。此外，该板设计旨在简化高级开发，它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持，支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速，并内置加密功能，提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器，提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些，加上与多种集成开发环境（IDE）的兼容性，包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE，确保了流畅且高效的开发体验，使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU double side image

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

RAM (字节)

128k

你完善了我！

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座，使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样，Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能，如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™，这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器，采用 32 位 MCU，配备 ARM Cortex M4 处理器，运行速度为 84MHz，具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM，分为两个区域，顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器，而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子，以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试，其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上，然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关，用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外，用户还可以通过现有的双向电平转换器，使用任何 Click board™，无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接，您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Data Input 1

PC12

RST

Data Input 2

PB12

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

Cascading Signal

PC8

PWM

INT

SCL

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G474RE MCU作为您的开发板开始。

Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly

LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly

Board mapper by product8 hardware assembly

NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly

Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly

Necto No Display image step 8 hardware assembly

Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

这个库包含了4x4 RGB Click驱动程序的API。

关键功能:

c4x4rgb_set_diode - 此功能允许设置单个二极管的颜色
c4x4rgb_fill_screen - 此功能将每个二极管设置为选定的颜色

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief 4x4 RGB Click example
 * 
 * # Description
 * This application is used for powering 4x4 RGB LED matrix.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - GPIO.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the use of 4x4 RGB Click board.
 * This simple example shows all ten numbers in different colors on 4x4 RGB Click.
 * The 4x4 RGB Click carries a matrix of 16 RGB LEDs and an MCP1826 low dropout regulator.
 * These LEDs actually consist of three single colored LEDs ( Red, Green and Blue ) in a single package.
 * Various colors can be reproduced by mixing the intensity of each LED.
 * 
 * @note
 * Make sure the logic delays are defined for your system in the c4x4rgb_delays.h file.
 *
 * **Diodes layout:**
 * ----------------------
 * | 13 | 14 | 15 | 16  |
 * |--------------------|
 * |  9 | 10 | 11 | 12  |
 * |--------------------|
 * |  5 |  6 |  7 |  8  |
 * |--------------------|
 * |  1 |  2 |  3 |  4  |
 * ----------------------
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
#include "board.h"
#include "c4x4rgb.h"
#include "c4x4rgb_delays.h"

#define SNAKE_DELAY     50
#define MASH_DELAY      100

static c4x4rgb_t c4x4rgb;

static void c4x4rgb_logic_zero ( void );

static void c4x4rgb_logic_one ( void );

static void c4x4rgb_color_mash ( void );

static void c4x4rgb_snake ( uint32_t snake_color );

static void c4x4rgb_snake_return ( uint32_t snake_color );

void application_init ( void )
{
    c4x4rgb_cfg_t cfg;

    //  Click initialization.
    c4x4rgb_cfg_setup( &cfg, &c4x4rgb_logic_zero, &c4x4rgb_logic_one, C4X4RGB_CTRL_PIN_IN1 );
    C4X4RGB_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c4x4rgb_init( &c4x4rgb, &cfg );
    
    c4x4rgb_fill_screen( &c4x4rgb, C4X4RGB_COLOR_WHITE );
    Delay_ms ( 100 ); 
    
    c4x4rgb_color_mash();
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    c4x4rgb_snake( C4X4RGB_COLOR_BLUE );
    Delay_ms ( 500 ); 
    
    c4x4rgb_snake_return( C4X4RGB_COLOR_LIGHT_BLUE );
    Delay_ms ( 1000 ); 
    
    c4x4rgb_snake(  C4X4RGB_COLOR_GREEN );
    Delay_ms ( 500 ); 
    
    c4x4rgb_snake_return( C4X4RGB_COLOR_YELLOW );
    Delay_ms ( 1000 ); 
    
    c4x4rgb_snake( C4X4RGB_COLOR_RED );
    Delay_ms ( 500 ); 
    
    c4x4rgb_snake_return( C4X4RGB_COLOR_PURPLE );
    Delay_ms ( 1000 ); 
    
    c4x4rgb_fill_screen( &c4x4rgb, C4X4RGB_COLOR_WHITE );
    Delay_ms ( 100 ); 
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


static void c4x4rgb_logic_zero ( void )
{
    hal_ll_gpio_set_pin_output( &c4x4rgb.ctrl_pin.pin );
    DELAY_TOH;
    hal_ll_gpio_clear_pin_output( &c4x4rgb.ctrl_pin.pin );
    DELAY_TOL;
}

static void c4x4rgb_logic_one ( void )
{
    hal_ll_gpio_set_pin_output( &c4x4rgb.ctrl_pin.pin );
    DELAY_T1H;
    hal_ll_gpio_clear_pin_output( &c4x4rgb.ctrl_pin.pin );
    DELAY_T1L;
}

static void c4x4rgb_color_mash ( void )
{
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 1, C4X4RGB_COLOR_BLUE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 2, C4X4RGB_COLOR_YELLOW );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 3, C4X4RGB_COLOR_LIGHT_BLUE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 4, C4X4RGB_COLOR_WHITE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 5, C4X4RGB_COLOR_PURPLE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 6, C4X4RGB_COLOR_GREEN );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 7, C4X4RGB_COLOR_RED );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 8, C4X4RGB_COLOR_BLUE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 9, C4X4RGB_COLOR_YELLOW );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 10, C4X4RGB_COLOR_LIGHT_BLUE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 11, C4X4RGB_COLOR_WHITE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 12, C4X4RGB_COLOR_PURPLE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 13, C4X4RGB_COLOR_GREEN );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 14, C4X4RGB_COLOR_RED );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 15, C4X4RGB_COLOR_BLUE );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 16, C4X4RGB_COLOR_RED );
    Delay_ms ( MASH_DELAY );
}

static void c4x4rgb_snake ( uint32_t snake_color )
{
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 4, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 3, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 2, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 1, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 5, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 9, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 13, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 14, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 15, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 16, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 12, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 8, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 7, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 6, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 10, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 11, snake_color );
}

static void c4x4rgb_snake_return ( uint32_t snake_color )
{
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 11, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 10, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 6, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 7, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 8, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 12, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 16, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 15, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 14, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 13, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 9, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 5, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 1, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 2, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 3, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
    c4x4rgb_set_diode( &c4x4rgb, 4, snake_color );
    Delay_ms ( SNAKE_DELAY );
}

// ------------------------------------------------------------------------ END