基于Firebeetle开发板的遥控型彩色灯带
时间：2021-09-18 14:52:53
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[导读]出品21ic论坛jinglixixi网站：bbs.21ic.comFirebeetle开发板是一款体型小巧、功能丰富的开发板，并可以ArduinoIDE来开发，从而有效地化解编程的复杂性。1.硬件构成：以Firebeetle开发板为核心，在红外接收模块和W2812彩色灯带的配合下...
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Firebeetle开发板是一款体型小巧、功能丰富的开发板，并可以Arduino IDE来开发，从而有效地化解编程的复杂性。
1.硬件构成：以Firebeetle开发板为核心，在红外接收模块和W2812彩色灯带的配合下即可完成一个遥控型彩色灯带显示装置。由于W2812彩色灯带是一种单总线型的器件，因此可以级联起来使用，以形成一条长度可以进行延伸的彩色灯带。
至于红外接收模块的模块的使用，则是为了便于进行非接触性的操控。红外接收模块的引脚也非常简单，除了信号输出引脚外，就只是2个电源引脚了。
所用的遥控器则是一款为太阳能充电灯所配置的遥控器，按键不是很多，其主要作用就是对于电源开关及工作模式的切换。
硬件的整体构成如图1所示，其结构框图则如图2所示。
图1 整体构成
图2结构框图
根据 NEC 协议的标准，每一帧数据的周期为 110 ms，且逻辑 0 和 逻辑 1的波形如图3所示。其中逻辑 1 对应的两个高电平的时间间隔为 2.25ms，同样地逻辑 0 对应的两个高电平的时间间隔为 1.12ms。
图3 NEC 协议波形
2.程序设计在引脚的连接方面，其对应关系如下：红外接收模块的OUT---开发板的SCLW2812彩色灯带的DI---开发板的A4
因此对相关的引脚对应如下：int IR_RECEIVE_PIN = 15;#define DATA_PIN SCLint LED_PIN= D9;int KEY_PIN = D4;所实现的功能为：1）使用开发板上的按键可切换LED灯的亮灭；2）使用遥控器的电源开关键可控制LED灯的亮灭；3）使用遥控器的模式键可进行彩色灯带的色彩变换及演示效果的切换。为了便于后续的程序设计，先进行了遥控器的键值检测，经检测该遥控器的相应键值为：ON键---0xFFA25DOFF键---0xFFE21DMODE1---0xFFE01FMODE2---0xFFA857MODE3---0xFF906F
故该遥控器的键值识别处理程序如下：
其中变量F的作用是标识所要执行的处理功能，所输出的提示信息则是为了便于进行验证，其验证结果如图4所示，说明识别有效。
图4 测试结果
为此，所设计的各模式切换处理程序如下：
其测试效果如图5至图8所示，其演示效果为按指定的色彩从前至后依次递进点亮。当然我们也可以按自己意愿来设计所需的效果。
图5 模式1的效果
图6模式2的效果
图7 模式3的效果
除了前面介绍的遥控方式外，它还支持按键的操控方式，实现两种操控方式的兼容，其执行效果如图8所示。
图8 电源键效果
这种与遥控方式兼容的处理程序为： if(digitalRead(KEY_PIN)==LOW) F=(F 1)%2; if(F==1) digitalWrite(LED_PIN,HIGH); else digitalWrite(LED_PIN,LOW);
这里由于是按照变量F的值进行判别处理，故达到了2种控制方式的并行不背。若将上面的条件语句改为：if(digitalRead(KEY_PIN)==LOW) F=(F 1)%5;则按键与遥控器的作用是等价的，否则只是在控制LED灯时作用相同。
有了前面的这些介绍，再了解下面的完整程序就不困难了。此外，在此框架的基础上若再添加或修改程序，则可适应自己的功能需求，例如以遥控器控制一个MP3语音播放器等。
3.程序内容该设计的完整程序如下：
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Firebeetle开发板是一款体型小巧、功能丰富的开发板，并可以Arduino IDE来开发，从而有效地化解编程的复杂性。
1.硬件构成：以Firebeetle开发板为核心，在红外接收模块和W2812彩色灯带的配合下即可完成一个遥控型彩色灯带显示装置。由于W2812彩色灯带是一种单总线型的器件，因此可以级联起来使用，以形成一条长度可以进行延伸的彩色灯带。
至于红外接收模块的模块的使用，则是为了便于进行非接触性的操控。红外接收模块的引脚也非常简单，除了信号输出引脚外，就只是2个电源引脚了。
所用的遥控器则是一款为太阳能充电灯所配置的遥控器，按键不是很多，其主要作用就是对于电源开关及工作模式的切换。
硬件的整体构成如图1所示，其结构框图则如图2所示。
图1 整体构成图2结构框图根据 NEC 协议的标准，每一帧数据的周期为 110 ms，且逻辑 0 和 逻辑 1的波形如图3所示。其中逻辑 1 对应的两个高电平的时间间隔为 2.25ms，同样地逻辑 0 对应的两个高电平的时间间隔为 1.12ms。
图3 NEC 协议波形2.程序设计在引脚的连接方面，其对应关系如下：红外接收模块的OUT---开发板的SCLW2812彩色灯带的DI---开发板的A4
因此对相关的引脚对应如下：int IR_RECEIVE_PIN = 15;#define DATA_PIN SCLint LED_PIN= D9;int KEY_PIN = D4;所实现的功能为：1）使用开发板上的按键可切换LED灯的亮灭；2）使用遥控器的电源开关键可控制LED灯的亮灭；3）使用遥控器的模式键可进行彩色灯带的色彩变换及演示效果的切换。为了便于后续的程序设计，先进行了遥控器的键值检测，经检测该遥控器的相应键值为：ON键---0xFFA25DOFF键---0xFFE21DMODE1---0xFFE01FMODE2---0xFFA857MODE3---0xFF906F
故该遥控器的键值识别处理程序如下：
if(codeValue==0xFFA25D){Serial.println("ON");F=1;}if(codeValue==0xFFE21D){Serial.println("OFF");F=0;}if(codeValue==0xFFE01F){Serial.println("R");F=2;}if(codeValue==0xFFA857){Serial.println("G");F=3;}if(codeValue==0xFF906F){Serial.println("B");F=4;}}}其中变量F的作用是标识所要执行的处理功能，所输出的提示信息则是为了便于进行验证，其验证结果如图4所示，说明识别有效。
图4 测试结果
为此，所设计的各模式切换处理程序如下：
if(F==2){for(i=0;i{//灯珠显示红色依次点亮leds[i] = CRGB::Red;FastLED.show();delay(500);}}if(F==3){for(i=0;i{//灯珠显示绿色依次点亮leds[i] = CRGB::Green;FastLED.show();delay(500);}}if(F==4){for(i=0;i{//灯珠显示蓝色依次点亮leds[i] = CRGB::Blue;FastLED.show();delay(500);其测试效果如图5至图8所示，其演示效果为按指定的色彩从前至后依次递进点亮。当然我们也可以按自己意愿来设计所需的效果。
图5 模式1的效果
图6模式2的效果
图7 模式3的效果
除了前面介绍的遥控方式外，它还支持按键的操控方式，实现两种操控方式的兼容，其执行效果如图8所示。
图8 电源键效果
这种与遥控方式兼容的处理程序为： if(digitalRead(KEY_PIN)==LOW) F=(F 1)%2; if(F==1) digitalWrite(LED_PIN,HIGH); else digitalWrite(LED_PIN,LOW);
这里由于是按照变量F的值进行判别处理，故达到了2种控制方式的并行不背。若将上面的条件语句改为：if(digitalRead(KEY_PIN)==LOW) F=(F 1)%5;则按键与遥控器的作用是等价的，否则只是在控制LED灯时作用相同。
有了前面的这些介绍，再了解下面的完整程序就不困难了。此外，在此框架的基础上若再添加或修改程序，则可适应自己的功能需求，例如以遥控器控制一个MP3语音播放器等。
3.程序内容该设计的完整程序如下：
#include #define NUM_LEDS 7#define DATA_PIN SCLCRGB leds[NUM_LEDS];#include #if defined(ESP32)int IR_RECEIVE_PIN = 15;int SEND_BUTTON_PIN = 16;#endifint STATUS_PIN = LED_BUILTIN;IRrecv irrecv(IR_RECEIVE_PIN);IRsend irsend;decode_results results;int LED_PIN = D9;int KEY_PIN = D4;int F=0;#if defined(ARDUINO_ARCH_SAMD)#define Serial SerialUSB#endifvoid setup() {pinMode(LED_PIN, OUTPUT);pinMode(KEY_PIN, INPUT_PULLUP);digitalWrite(LED_PIN, HIGH);FastLED.addLeds(leds, NUM_LEDS); Serial.begin(115200);irrecv.enableIRIn(); // Start the receiverpinMode(SEND_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);pinMode(STATUS_PIN, OUTPUT);Serial.print(F("Ready to receive IR signals at pin "));Serial.println(IR_RECEIVE_PIN);Serial.print(F("Ready to send IR signals at pin "));Serial.println(IR_SEND_PIN);}int codeType = -1;unsigned long codeValue;unsigned int rawCodes[RAW_BUFFER_LENGTH];int codeLen;int toggle = 0;void storeCode(decode_results *results) {codeType = results->decode_type;if (codeType == UNKNOWN) {Serial.println("");} else {if (codeType == NEC) {Serial.print("Received NEC: ");if (results->value == REPEAT) {// Don't record a NEC repeat value as that's useless.//Serial.println("repeat; ignoring.");Serial.println("");return;}}Serial.println(results->value, HEX);codeValue = results->value;codeLen = results->bits;if(codeValue==0xFFA25D){Serial.println("ON");F=1;}if(codeValue==0xFFE21D){Serial.println("OFF");F=0;}if(codeValue==0xFFE01F){Serial.println("R");F=2;}if(codeValue==0xFFA857){Serial.println("G");F=3;}if(codeValue==0xFF906F){Serial.println("B");F=4;}}}void sendCode(int repeat) {}int lastButtonState;void loop() {int i;// If button pressed, send the code.int buttonState = digitalRead(SEND_BUTTON_PIN);if (lastButtonState == LOW 
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