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基于智能家居项目 RGB彩灯（P9813）

news 2025/10/30 9:55:30

一、P9813 是什么？

P9813 是一颗专门用来控制 RGB LED灯珠 的芯片，也就是说，它能控制红色、绿色、蓝色三种灯光的亮度，从而调出各种颜色。它最常见的用途就是在各种“会变色”的灯带中。

它的通信方式非常简单，只需要两根线就能控制——一根叫 时钟线（CLK），一根叫 数据线（DI）。

二、芯片的14个管脚（引脚）都干嘛用？

芯片的“脚”就像人的手脚，是用来输入输出电信号的。我们来一个个看看：

引脚编号	名称	功能描述	通俗解释
1	DO	数据输出	把“指令”传给下一个芯片
2	GND	地线	电子的“回家路”，所有电路的基准点
3	DI	数据输入	接收“主控”来的控制指令
4	VDD	电源正极	给芯片“吃饭”的地方（通常是5V）
5	GND	地线	同上，多个GND是为了更稳定
6	GND	地线	同上
7	GND	地线	同上
8	GND	地线	同上
9	GND	地线	同上
10	GND	地线	同上
11	GND	地线	同上
12	GND	地线	同上
13	CLK	时钟输入	像是节拍器，告诉数据什么时候该“走”
14	CO	时钟输出	把时钟信号继续传给下一个芯片

💬 小贴士：

DI 和 CLK 是输入引脚：接收主控的“命令”和“节奏”，我们配置IO口推挽输出。

DO 和 CO 是输出引脚：把命令和节奏“接力”给下一个芯片。

GND 是地线，VDD 是电源，少了它们芯片就“饿死”了。

三、内部结构框图：P9813 的“工作原理图

我们可以把 P9813 看成一个“信号处理站”，它接收来自上一级控制器（比如 Arduino、ESP32，STM32）的指令，然后根据这些指令控制LED的颜色亮度。

下面是简化版的功能框图（我可以提供视觉图，你要不要配图？）：

      控制器（比如Arduino）             ↓       ┌────────────┐       │   P9813芯片   │       │              │SDI ──▶│ 接收数据      │──▶ SDOCKI ──▶│ 接收时钟      │──▶ CKO       │              │       │ 解码命令      │       │ 控制RGB输出   │       └────────────┘           ↓ ↓ ↓       OUTR OUTG OUTB

四、通信协议和时序：芯片之间怎么“对话”？

P9813 使用一种叫 串行同步通信协议 的方式工作，只用两根线：数据线（SDI） 和 时钟线（CKI），非常节省资源。

通信规则简单说就是：

控制器按照一定格式发出 32位的数据包（包含颜色值和校验信息）；
每来一个时钟脉冲，芯片就“读入”一位数据；
数据读取完毕后，芯片自动处理颜色并输出给LED；

注意

标志位：默认为 1 1B7 B6：是蓝色数据八位取前二位取反G7 G6 R7 R6：同理后面24位就是蓝色 绿色 红色的24位数据，将些数据全部储存到一个32位数据，32位数据包

软件配置

rgb.h

#ifndef _RGB_H_#define _RGB_H_#include "stm32f10x.h"void RGB_Init();void RGB_Contral(u8 r,u8 g,u8 b);#define RGB_CCLK_H GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);#define RGB_CCLK_L GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);
#define RGB_DATE_H GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);#define RGB_DATE_L GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);
#endif

rgb.c

#include "rgb.h"#include "delay.h"//初始化void RGB_Init(){//打开GPIOA时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
//初始化GPIO口为推挽输出	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 ;				GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;	GPIO_Init (GPIOB, &GPIO_InitStruct);RGB_CCLK_H;
}//标志位：默认为 1 1
//B7 B6：是蓝色数据八位取前二位取反
//G7 G6 R7 R6：同理
//后面24位就是蓝色 绿色 红色的24位数据，
//将些数据全部储存到一个32位数据，32位数据包
u32 color_mer(u8 r,u8 g,u8 b){	u32  color = 0;	color |= (0x3u << 30); //  标志位	color |= (~((u8)b >> 6) << 28); //将蓝色前两位进行取反，放到color的29 28位	color |= (~((u8)g >> 6) << 26); //将蓝色前两位进行取反，放到color的27 26位	color |= (~((u8)r >> 6) << 24); //将蓝色前两位进行取反，放到color的25 24位	color |= (b<<16);	color |= (g<<8);	color |= r;
return color;}//根据协议发送数据//上升沿采集数据  RGB芯片可以接收数据//下降沿准备数据  就是MCU可以发送数据了
//用IO口模拟void send_date(u32 word){	u32 i ;for(i = 0; i<32; i++)	{RGB_CCLK_L;if(word & (0x80000000 >> i)) 		{RGB_DATE_H;		}
else RGB_DATE_L;
delay_us(5);
RGB_CCLK_H;
delay_us(5);	}
}//RGB控制函数
void RGB_Contral(u8 r,u8 g,u8 b){	u32 color = color_mer(r, g, b);send_date(0x00000000);//有一个起始帧send_date(color);send_date(color);}