STM32F1-workarea : how to drive a WS2812 RGB LED using PWM and DMA

how to drive a WS2812 RGB LED using PWM and DMA

#include <stm32f10x.h>

void Delay(__IO uint32_t nCount)
{
  while(nCount--)
  {
  }
}

#define TIM3_CCR1_Address 0x40000434  // physical memory address of Timer 3 CCR1 register

#define d2r (3.14159265/180)

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

/* Buffer that holds one complete DMA transmission
 * Ensure that this buffer is big enough to hold
 * all data bytes that need to be sent
 *
 * The buffer size can be calculated as follows: number of LEDs * 24 bytes + 42 bytes
 *
 * This leaves us with a maximum string length of (2^16 bytes per DMA stream - 42 bytes) / 24 bytes per LED = 2728 LEDs
 */
uint16_t LED_BYTE_Buffer[  ];

/* this array holds the RGB values to represent a color wheel using 256 steps on each emitter 256^3 = 16777216 colors
 */
uint8_t eightbit[  ][  ] =
{
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  },
{ , ,  }, };

void Timer3_init( void )
{
  uint16_t PrescalerValue;

  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
  /* GPIOA Configuration: TIM3 Channel 1 as alternate function push-pull */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

  RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE );
  /* Compute the prescaler value */
  PrescalerValue = (uint16_t) ( SystemCoreClock /  ) - ;
  /* Time base configuration */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ; // 800kHz
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = PrescalerValue;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = ;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInit( TIM3, &TIM_TimeBaseStructure );

  /* PWM1 Mode configuration: Channel1 */
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  TIM_OC1Init( TIM3, &TIM_OCInitStructure );

  /* configure DMA */
  /* DMA clock enable */
  RCC_AHBPeriphClockCmd( RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE );

  /* DMA1 Channel6 Config */
  DMA_DeInit( DMA1_Channel6 );

  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t) TIM3_CCR1_Address; // physical address of Timer 3 CCR1
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t) LED_BYTE_Buffer; // this is the buffer memory
  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // data shifted from memory to peripheral
  DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ;
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // automatically increase buffer index
  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; // stop DMA feed after buffer size is reached
  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
  DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

  DMA_Init( DMA1_Channel6, &DMA_InitStructure );

  /* TIM3 CC1 DMA Request enable */
  TIM_DMACmd( TIM3, TIM_DMA_CC1, ENABLE );
}

/* This function sends data bytes out to a string of WS2812s
 * The first argument is a pointer to the first RGB triplet to be sent -- color
 * The seconds argument is the number of LEDs in the chain -- len
 *
 * This will result in the RGB triplet passed by argument 1 being sent to
 * the LED that is the furthest away from the controller (the point where
 * data is injected into the chain)
 */
void WS2812_send( uint8_t (*color)[  ], uint16_t len )
{
  uint8_t i, j;
  uint8_t led;
  uint16_t memaddr;
  uint16_t buffersize;

  buffersize = ( len *  ) + ; // number of bytes needed is #LEDs * 24 bytes + 42 trailing bytes
  memaddr = ;        // reset buffer memory index
  led = ;          // reset led index

  // fill transmit buffer with correct compare values to achieve
  // correct pulse widths according to color values
  while ( len )
  {
    for ( j = ; j < ; j++ )         // GREEN data
    {
      if ( ( color[ led ][  ] << j ) & 0x80 ) // data sent MSB first, j = 0 is MSB j = 7 is LSB
      {
        LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ;  // compare value for logical 1
      }
      else
      {
        LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 0
      }
      memaddr++;
    }

    for ( j = ; j < ; j++ )         // RED data
    {
      if ( ( color[ led ][  ] << j ) & 0x80 ) // data sent MSB first, j = 0 is MSB j = 7 is LSB
      {
        LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ;  // compare value for logical 1
      }
      else
      {
        LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 0
      }
      memaddr++;
    }

    for ( j = ; j < ; j++ )         // BLUE data
    {
      if ( ( color[ led ][  ] << j ) & 0x80 ) // data sent MSB first, j = 0 is MSB j = 7 is LSB
      {
        LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ;  // compare value for logical 1
      }
      else
      {
        LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ; // compare value for logical 0
      }
      memaddr++;
    }

    led++;
    len--;
  }

  // add needed delay at end of byte cycle, pulsewidth = 0
  while ( memaddr < buffersize )
  {
    LED_BYTE_Buffer[ memaddr ] = ;
    memaddr++;
  }

  DMA_SetCurrDataCounter( DMA1_Channel6, buffersize ); // load number of bytes to be transferred
  DMA_Cmd( DMA1_Channel6, ENABLE );       // enable DMA channel 6
  TIM_Cmd( TIM3, ENABLE );            // enable Timer 3
  while ( !DMA_GetFlagStatus( DMA1_FLAG_TC6 ) )
    ;   // wait until transfer complete
  TIM_Cmd( TIM3, DISABLE );           // disable Timer 3
  DMA_Cmd( DMA1_Channel6, DISABLE );      // disable DMA channel 6
  DMA_ClearFlag( DMA1_FLAG_TC6 ); // clear DMA1 Channel 6 transfer complete flag
}

int main( void )
{
  Timer3_init( );

  int16_t i;

  while (  )
  {
    /* first cycle through the colors on 2 LEDs chained together
     * last LED in the chain will receive first sent triplet
     * --> last LED in the chain will 'lead'
     */
    for ( i = ; i < ; i +=  )
    {
      WS2812_send( &eightbit[ i ],  );
      Delay( 50000L );
    }

    /* cycle through the colors on only one LED
     * this time only the first LED that data is
     * fed into will update
     */
    for ( i = ; i < ; i +=  )
    {
      WS2812_send( &eightbit[ i ],  );
      Delay( 50000L );
    }
  }
}