quantum/light_ws2812.c

   1 /*
   2 * light weight WS2812 lib V2.0b
   3 *
   4 * Controls WS2811/WS2812/WS2812B RGB-LEDs
   5 * Author: Tim (cpldcpu@gmail.com)
   6 *
   7 * Jan 18th, 2014  v2.0b Initial Version
   8 * Nov 29th, 2015  v2.3  Added SK6812RGBW support
   9 *
  10 * License: GNU GPL v2 (see License.txt)
  11 */
  12
  13 #include "light_ws2812.h"
  14 #include <avr/interrupt.h>
  15 #include <avr/io.h>
  16 #include <util/delay.h>
  17 #include "debug.h"
  18
  19 // Setleds for standard RGB
  20 void inline ws2812_setleds(struct cRGB *ledarray, uint16_t leds)
  21 {
  22    // ws2812_setleds_pin(ledarray,leds, _BV(ws2812_pin));
  23    ws2812_setleds_pin(ledarray,leds, _BV(RGB_DI_PIN & 0xF));
  24 }
  25
  26 void inline ws2812_setleds_pin(struct cRGB *ledarray, uint16_t leds, uint8_t pinmask)
  27 {
  28   // ws2812_DDRREG |= pinmask; // Enable DDR
  29   // new universal format (DDR)
  30   _SFR_IO8((RGB_DI_PIN >> 4) + 1) |= pinmask;
  31
  32   ws2812_sendarray_mask((uint8_t*)ledarray,leds+leds+leds,pinmask);
  33   _delay_us(50);
  34 }
  35
  36 // Setleds for SK6812RGBW
  37 void inline ws2812_setleds_rgbw(struct cRGBW *ledarray, uint16_t leds)
  38 {
  39   // ws2812_DDRREG |= _BV(ws2812_pin); // Enable DDR
  40   // new universal format (DDR)
  41   _SFR_IO8((RGB_DI_PIN >> 4) + 1) |= _BV(RGB_DI_PIN & 0xF);
  42
  43   ws2812_sendarray_mask((uint8_t*)ledarray,leds<<2,_BV(RGB_DI_PIN & 0xF));
  44   _delay_us(80);
  45 }
  46
  47 void ws2812_sendarray(uint8_t *data,uint16_t datlen)
  48 {
  49   ws2812_sendarray_mask(data,datlen,_BV(RGB_DI_PIN & 0xF));
  50 }
  51
  52 /*
  53   This routine writes an array of bytes with RGB values to the Dataout pin
  54   using the fast 800kHz clockless WS2811/2812 protocol.
  55 */
  56
  57 // Timing in ns
  58 #define w_zeropulse   350
  59 #define w_onepulse    900
  60 #define w_totalperiod 1250
  61
  62 // Fixed cycles used by the inner loop
  63 #define w_fixedlow    2
  64 #define w_fixedhigh   4
  65 #define w_fixedtotal  8
  66
  67 // Insert NOPs to match the timing, if possible
  68 #define w_zerocycles    (((F_CPU/1000)*w_zeropulse          )/1000000)
  69 #define w_onecycles     (((F_CPU/1000)*w_onepulse    +500000)/1000000)
  70 #define w_totalcycles   (((F_CPU/1000)*w_totalperiod +500000)/1000000)
  71
  72 // w1 - nops between rising edge and falling edge - low
  73 #define w1 (w_zerocycles-w_fixedlow)
  74 // w2   nops between fe low and fe high
  75 #define w2 (w_onecycles-w_fixedhigh-w1)
  76 // w3   nops to complete loop
  77 #define w3 (w_totalcycles-w_fixedtotal-w1-w2)
  78
  79 #if w1>0
  80   #define w1_nops w1
  81 #else
  82   #define w1_nops  0
  83 #endif
  84
  85 // The only critical timing parameter is the minimum pulse length of the "0"
  86 // Warn or throw error if this timing can not be met with current F_CPU settings.
  87 #define w_lowtime ((w1_nops+w_fixedlow)*1000000)/(F_CPU/1000)
  88 #if w_lowtime>550
  89    #error "Light_ws2812: Sorry, the clock speed is too low. Did you set F_CPU correctly?"
  90 #elif w_lowtime>450
  91    #warning "Light_ws2812: The timing is critical and may only work on WS2812B, not on WS2812(S)."
  92    #warning "Please consider a higher clockspeed, if possible"
  93 #endif
  94
  95 #if w2>0
  96 #define w2_nops w2
  97 #else
  98 #define w2_nops  0
  99 #endif
 100
 101 #if w3>0
 102 #define w3_nops w3
 103 #else
 104 #define w3_nops  0
 105 #endif
 106
 107 #define w_nop1  "nop      \n\t"
 108 #define w_nop2  "rjmp .+0 \n\t"
 109 #define w_nop4  w_nop2 w_nop2
 110 #define w_nop8  w_nop4 w_nop4
 111 #define w_nop16 w_nop8 w_nop8
 112
 113 void inline ws2812_sendarray_mask(uint8_t *data,uint16_t datlen,uint8_t maskhi)
 114 {
 115   uint8_t curbyte,ctr,masklo;
 116   uint8_t sreg_prev;
 117
 118   // masklo  =~maskhi&ws2812_PORTREG;
 119   // maskhi |=        ws2812_PORTREG;
 120   masklo  =~maskhi&_SFR_IO8((RGB_DI_PIN >> 4) + 2);
 121   maskhi |=        _SFR_IO8((RGB_DI_PIN >> 4) + 2);
 122   sreg_prev=SREG;
 123   cli();
 124
 125   while (datlen--) {
 126     curbyte=*data++;
 127
 128     asm volatile(
 129     "       ldi   %0,8  \n\t"
 130     "loop%=:            \n\t"
 131     "       out   %2,%3 \n\t"    //  '1' [01] '0' [01] - re
 132 #if (w1_nops&1)
 133 w_nop1
 134 #endif
 135 #if (w1_nops&2)
 136 w_nop2
 137 #endif
 138 #if (w1_nops&4)
 139 w_nop4
 140 #endif
 141 #if (w1_nops&8)
 142 w_nop8
 143 #endif
 144 #if (w1_nops&16)
 145 w_nop16
 146 #endif
 147     "       sbrs  %1,7  \n\t"    //  '1' [03] '0' [02]
 148     "       out   %2,%4 \n\t"    //  '1' [--] '0' [03] - fe-low
 149     "       lsl   %1    \n\t"    //  '1' [04] '0' [04]
 150 #if (w2_nops&1)
 151   w_nop1
 152 #endif
 153 #if (w2_nops&2)
 154   w_nop2
 155 #endif
 156 #if (w2_nops&4)
 157   w_nop4
 158 #endif
 159 #if (w2_nops&8)
 160   w_nop8
 161 #endif
 162 #if (w2_nops&16)
 163   w_nop16
 164 #endif
 165     "       out   %2,%4 \n\t"    //  '1' [+1] '0' [+1] - fe-high
 166 #if (w3_nops&1)
 167 w_nop1
 168 #endif
 169 #if (w3_nops&2)
 170 w_nop2
 171 #endif
 172 #if (w3_nops&4)
 173 w_nop4
 174 #endif
 175 #if (w3_nops&8)
 176 w_nop8
 177 #endif
 178 #if (w3_nops&16)
 179 w_nop16
 180 #endif
 181
 182     "       dec   %0    \n\t"    //  '1' [+2] '0' [+2]
 183     "       brne  loop%=\n\t"    //  '1' [+3] '0' [+4]
 184     :   "=&d" (ctr)
 185     :   "r" (curbyte), "I" (_SFR_IO_ADDR(_SFR_IO8((RGB_DI_PIN >> 4) + 2))), "r" (maskhi), "r" (masklo)
 186     );
 187   }
 188
 189   SREG=sreg_prev;
 190 }