概述

基于麻雀一號(hào)核心板 RW052，即博通的 WIFI 藍(lán)牙一體的芯片 BK7252，我制作了一款桌面小工具：時(shí)光空間立方。

它可以實(shí)現(xiàn)：

1、微信小程序可以通過(guò)藍(lán)牙配置小立方的參數(shù)；

2、晃動(dòng)立方可以觸發(fā)亮屏、亮燈；

3、立方可以通過(guò)藍(lán)牙配網(wǎng)，連接 WIFI；

4、屏幕上可以顯示：日期時(shí)間、實(shí)時(shí)天氣、名言警句，或者是模仿?lián)u 骰子產(chǎn)生隨機(jī)點(diǎn)數(shù)；

5、立方內(nèi)部有呼吸燈和彩虹燈的效果。作為一款桌面小工具，它既可以提示必要的信息，如時(shí)間、天氣，又可 以趣味互動(dòng)，如搖骰子、隨機(jī)顯示名言警句，集信息提示與娛樂(lè)一體。

外觀則是完美的正方體，每個(gè)面在未啟動(dòng)時(shí)就像一面鏡子，啟動(dòng)后則可 以看到一個(gè)無(wú)限五彩斑斕的內(nèi)部空間。放置于辦公桌面，既是一款優(yōu)雅的裝飾品，又是一款具有實(shí)用價(jià)值的小巧工具。

整個(gè)方案涉及的技術(shù)棧有：硬件選型，PCB 設(shè)計(jì)，RT-Thread 程序， 3D 建模打印，服務(wù)器端程序，API 接口對(duì)接，微信小程序編寫(xiě)等等。通過(guò)這個(gè)作品，鍛煉了我實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的能力，讓我對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同方面 都加深了理解。

RT-Thread使用情況概述

內(nèi)核部分：使用了線程、信號(hào)量、互斥量、定時(shí)器

組件部分：使用了虛擬文件系統(tǒng)、FinSH、netdev 網(wǎng)卡

軟件包：

fal/EasyFlash/littlefs/netutils/cJSON/mbedtls/rt_ota 等

設(shè)備驅(qū)動(dòng)：

GPIO/SPI/RTC/WLAN/BLE 等

硬件框架

核心模塊RW052是官方的一個(gè)基于 BK7252 芯片的WIFI 藍(lán)牙一體的 模組，引出了非常多的引腳，使用起來(lái)非常方便，可以直接通過(guò) USB 供電。驅(qū)動(dòng)屏幕使用了模擬 SPI，LCD 是使用了麻雀一號(hào)上屏幕廠家的同系列不 同尺寸的屏幕。WS2812 則是使用了硬件 SPI，通過(guò) MOSI 按照時(shí)序進(jìn)行輸出規(guī)定協(xié) 議的波形，從而驅(qū)動(dòng) WS2812。

軟件框架說(shuō)明

程序運(yùn)行邏輯圖

程序主要文件

軟件方案自我感覺(jué)比較簡(jiǎn)單，中間使用了部分信號(hào)量和互斥量保證線程 同步，整體是按照不同功能模塊進(jìn)行了文件拆分，方便功能劃分和解耦合。

軟件模塊說(shuō)明

我這個(gè)作品里軟件模塊劃分的比較清晰，各個(gè)模塊均獨(dú)立為一個(gè)單獨(dú)文 件，比較好理解。屏幕、藍(lán)牙、網(wǎng)絡(luò)、GPIO 基本上都是遵循原有的代碼邏 輯進(jìn)行編寫(xiě)，邏輯比較清晰。所以這里我重點(diǎn)講一下之前驅(qū)動(dòng) WS2812 失 敗的原因與解決方案。

之前沒(méi)有正確驅(qū)動(dòng) WS2812 的原因，比較多樣化，比如自以為是的斷 定通過(guò) GPIO+延時(shí)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn) WS2812 的驅(qū)動(dòng)邏輯，后來(lái)經(jīng)過(guò)示波器 證明時(shí)序完全不在一個(gè)量級(jí)上；后來(lái)使用了 I2C，發(fā)現(xiàn)時(shí)序非常不好控制， 也作罷；最后使用了 SPI，但是也是經(jīng)歷了由模擬 SPI 到硬件 SPI 的過(guò)程。軟件 SPI 理論上跟模擬 GPIO 沒(méi)區(qū)別，達(dá)不到效果，使用了硬件 SPI 后發(fā) 現(xiàn)時(shí)序有時(shí)候會(huì)亂掉。最終使用硬件 SPI+DMA 方式，才得到了最終效果。

至于為什么使用 SPI，是從 WS2812 驅(qū)動(dòng)時(shí)序來(lái)反推的。

WS2812 的時(shí)序?qū)儆趩慰偩€式的時(shí)序，每一個(gè) bit 都是由一個(gè)高電平+ 低電平實(shí)現(xiàn)，一個(gè)周期要在 1.25 微秒左右。當(dāng)高電平在 400 納秒，低電 平在 800 納秒左右，則該 bit 為 0，反之為 1。

當(dāng) SPI 時(shí)鐘設(shè)置在一個(gè)比較合適的頻率時(shí)，一個(gè)字節(jié)周期剛剛好可以在 1.25 微秒左右，比如 6-8MHz。這樣，只需要用一個(gè)字節(jié)表示 WS2812 一個(gè) bit 即可。

當(dāng)然，一切都是可以變通的，我最開(kāi)始的程序是采用了一個(gè)字節(jié)表示一 個(gè) bit 的方式，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這種方式不是很穩(wěn)定，則改成了一個(gè)字節(jié)表示 2bit。這樣既節(jié)省了內(nèi)存開(kāi)支，也比之前的時(shí)序穩(wěn)定性略好。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，雖然 仍有瑕疵，但較之前版本效果更好一些，所以最后我選擇了這個(gè)方案。

代碼地址

GitHubhttps://github.com/illusionlee/lightcube

代碼使用了 MIT 協(xié)議，相對(duì)較為開(kāi)放。因?yàn)槲业囊恍┐a仍然會(huì)有一些 BUG，所以非常期待更多人可以參與進(jìn)來(lái)，issue、pr，開(kāi)源精神亦在于此 吧！共同完善，爭(zhēng)取每個(gè)人都可以擁有屬于自己的時(shí)光空間立方，工作閑暇 之余，拿起來(lái)晃一晃，能夠體驗(yàn)到一點(diǎn)點(diǎn)樂(lè)趣。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：【RT-Thread 開(kāi)源作品秀】時(shí)光空間立方

文章出處：【微信公眾號(hào)：RTThread物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。