MCU单片机驱动WS2812

使用过GPIO点亮了RGB，它这个里面的色彩灯效不错。
参考：MCU单片机驱动WS2812，点亮RGB灯带各种效果_ws2812数据手册-CSDN博客
四种方式驱动参考：
CH32幻彩灯控 - WS2812及同等类型灯珠的四种驱动方式 - WCH_CH32 - 博客园
另外deepseek生成的AI呼吸灯效，仅参考
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#include <stdint.h>
#include <math.h>

// WS2812时序参数（根据实际MCU频率调整）
#define T0H 30   // 0码高电平时间 (ns)
#define T1H 60   // 1码高电平时间 (ns)
#define T0L 60   // 0码低电平时间 (ns)
#define T1L 30   // 1码低电平时间 (ns)
#define RESET_DELAY 80  // 复位信号时间 (us)

// RGB颜色结构体
typedef struct {
    uint8_t r;
    uint8_t g;
    uint8_t b;
} RGBColor;

// LED数量
#define NUM_LEDS 1

// 全局LED数据数组
RGBColor leds[NUM_LEDS];

// 硬件相关的GPIO操作（需要根据实际平台实现）
void ws2812_send_bit(uint8_t bit) {
    if (bit) {
        // 发送'1'码
        GPIO_SET(HIGH);     // 设置GPIO为高
        delay_ns(T1H);      // 保持高电平时间
        GPIO_SET(LOW);      // 设置GPIO为低
        delay_ns(T1L);      // 保持低电平时间
    } else {
        // 发送'0'码
        GPIO_SET(HIGH);     // 设置GPIO为高
        delay_ns(T0H);      // 保持高电平时间
        GPIO_SET(LOW);      // 设置GPIO为低
        delay_ns(T0L);      // 保持低电平时间
    }
}

// 发送一个字节数据（GRB顺序）
void ws2812_send_byte(uint8_t byte) {
    for (int i = 7; i >= 0; i--) {
        ws2812_send_bit((byte >> i) & 1);
    }
}

// 发送所有LED数据
void ws2812_send_data(void) {
    for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
        // WS2812使用GRB顺序
        ws2812_send_byte(leds[i].g);
        ws2812_send_byte(leds[i].r);
        ws2812_send_byte(leds[i].b);
    }
    
    // 发送复位信号
    GPIO_SET(LOW);
    delay_us(RESET_DELAY);
}

// 设置LED颜色
void set_led_color(uint8_t index, uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) {
    if (index < NUM_LEDS) {
        leds[index].r = r;
        leds[index].g = g;
        leds[index].b = b;
    }
}

// 呼吸灯效果
void breathing_effect(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b, uint16_t cycle_time_ms) {
    static uint16_t counter = 0;
    static uint8_t direction = 0; // 0:渐亮, 1:渐暗
    
    // 计算当前亮度 (使用正弦波实现平滑变化)
    float radian = (2 * 3.1415926 * counter) / cycle_time_ms;
    float brightness = (sinf(radian - 3.1415926/2) + 1.0) / 2.0; // 0.0 ~ 1.0
    
    // 应用亮度到颜色
    uint8_t current_r = (uint8_t)(r * brightness);
    uint8_t current_g = (uint8_t)(g * brightness);
    uint8_t current_b = (uint8_t)(b * brightness);
    
    // 设置LED颜色
    set_led_color(0, current_r, current_g, current_b);
    ws2812_send_data();
    
    // 更新计数器
    counter++;
    if (counter >= cycle_time_ms) {
        counter = 0;
    }
}

// 简单的线性呼吸灯效果（替代方案）
void simple_breathing_effect(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b, uint16_t speed) {
    static uint16_t brightness = 0;
    static int8_t direction = 1;
    
    // 更新亮度
    brightness += direction * speed;
    
    // 检查边界
    if (brightness >= 255) {
        brightness = 255;
        direction = -1;
    } else if (brightness <= 0) {
        brightness = 0;
        direction = 1;
    }
    
    // 计算当前颜色（使用Gamma校正获得更自然的亮度变化）
    uint8_t current_r = (uint8_t)((r * brightness) / 255);
    uint8_t current_g = (uint8_t)((g * brightness) / 255);
    uint8_t current_b = (uint8_t)((b * brightness) / 255);
    
    set_led_color(0, current_r, current_g, current_b);
    ws2812_send_data();
}

// 主循环
int main(void) {
    // 初始化GPIO和系统时钟
    gpio_init();
    system_clock_init();
    
    while(1) {
        // 红色呼吸灯，周期2000ms
        breathing_effect(255, 0, 0, 2000);
        delay_ms(10);  // 控制刷新率
        
        // 或者使用简单的呼吸灯效果
        // simple_breathing_effect(0, 255, 0, 1); // 绿色呼吸灯
    }
    
    return 0;
}

// 需要实现的硬件相关函数
void delay_ns(uint32_t ns) {
    // 根据MCU频率实现纳秒级延时
    // 这通常需要使用精确的循环计数或硬件定时器
}

void delay_us(uint32_t us) {
    // 微秒级延时
}

void delay_ms(uint32_t ms) {
    // 毫秒级延时
}

void GPIO_SET(uint8_t state) {
    // 设置GPIO输出状态
}