MicroPython 开发基于ESP32S3控制ws2812灯带的程序

这段程序我基本上是用DeepSeek完成的，这里先给DeepSeek一个赞！首先介绍一下NeoPixel库：NeoPixel 是用于控制 WS2812/WS2812B/SK6812 等可寻址 LED 灯带的常用库（尤其在 Arduino 和 MicroPython 中）。以下是其核心功能的详细介绍：

高安

856人浏览 · 2025-03-23 22:27:27

高安 · 2025-03-23 22:27:27 发布

这段程序我基本上是用DeepSeek完成的，这里先给DeepSeek一个赞！

首先介绍一下NeoPixel库：

NeoPixel 是用于控制 WS2812/WS2812B/SK6812 等可寻址 LED 灯带的常用库（尤其在 Arduino 和 MicroPython 中）。以下是其核心功能的详细介绍：

一、库的核心功能
1. 单灯控制
可精准控制每颗 LED 的颜色和亮度。
2. 硬件加速
部分平台（如 ESP32）支持 DMA 传输，降低 CPU 占用。
3. 颜色格式支持
支持 RGB、GRB、RGBW 等多种颜色顺序。
4. 跨平台兼容
适用于 Arduino、MicroPython、Raspberry Pi 等。

二、初始化方法（以 MicroPython 为例）

from machine import Pin
from neopixel import NeoPixel

# 参数说明
pin = Pin(23, Pin.OUT)  # 数据线连接的 GPIO 引脚
num_leds = 60           # LED 数量
bpp = 3                 # 颜色模式：3=RGB，4=RGBW
order = "GRB"           # 颜色顺序（需根据 LED 型号调整）

np = NeoPixel(pin, num_leds, bpp=bpp, timing=1, order=order)

参数	说明
pin	数据线连接的GPIO引脚对象
num_leds	LED数量
bpp	每颗LED的颜色通道数（3=
order	颜色顺序（如“RGB","GRB","BRG"等，需根据LED型号调整）
timing	时序协议（通常为0或1，不同LED芯片可能不同）

三、常用方法
1. 设置单个 LED 颜色

np[index] = (r, g, b)      # RGB 模式
np[index] = (r, g, b, w)   # RGBW 模式

2. 批量设置颜色
np.fill((r, g, b)) # 所有 LED 设为同一颜色

3. 写入数据到 LED
np.write() # 必须调用此方法，颜色才会生效

4. 清空颜色

np.fill((0, 0, 0))
np.write()

四、关键注意事项
1. 颜色范围
RGB/W 值必须为 0-255 的整数，超出范围会导致异常：
np[0] = (255, 128, 0) # 正确
np[0] = (300, -50, 0.5) # 错误！

2. 颜色顺序问题
若颜色显示异常（如红色显示为绿色），需调整 `order` 参数：
# 常见 WS2812B 需要 GRB 顺序
np = NeoPixel(pin, 60, order="GRB")

3. 电源管理
- 多颗 LED 全亮时电流极大（如 60 颗全白 ≈ 3.6A），需独立电源供电。
- 数据线串联 220-470Ω 电阻，防止信号反射。

4. 时序兼容性
若 LED 闪烁或不响应，尝试调整 timing参数：
np = NeoPixel(pin, 60, timing=0) # 部分灯带需要 timing=0

五、高级技巧
1. Gamma 校正
人眼对亮度感知非线性，通过 Gamma 表使渐变更平滑：

   gamma = [int(pow(i/255, 2.6)*255 for i in range(256)]
   np[i] = (gamma[r], gamma[g], gamma[b])

2. 减少刷新频率
减少刷新频率提升性能

虽然使用MicroPython开发控制ws2812 灯带的程序，不用过多了解ws2812灯珠的工作原理，但了解这些原理，对我们理解初始化代码还是很有帮助，所以这里我们也简单介绍一下：

需要注意的是，不同的厂家，这些参数会有较大的差异，很可能导致无法点亮灯珠，所以我们需要根据不同厂家的产品，调整相应的参数。但数据传输方式是相同的，也就是说我们的代码应该是不用修改的，只是有必要的时候，需要调整相应的参数，比如0码、1码，RES时间等。

至此我们所有的需要用到的知识都掌握了，直接上代码，大家参考：

from machine import Pin
from neopixel import NeoPixel
import time

WS2812_NUM = 60
WS2812_LED_LEVEL = 0x10
G = 0xff
R = 0
B = 0

pin = Pin(36, Pin.OUT)   
np = NeoPixel(pin, WS2812_NUM)

def ws2812_LED_Cycle(phase):
    global G,R,B
    
    for i in range(WS2812_NUM - 1):
        np[WS2812_NUM -1 - i] = np[WS2812_NUM - 2 - i]
        
    if phase < WS2812_LED_LEVEL:
        G = int(G - (0xff / WS2812_LED_LEVEL))
        R = int(R + (0xff / WS2812_LED_LEVEL))
        phase += 1
        if phase == WS2812_LED_LEVEL:
            G = 0
            R = 0xff
    elif phase < (WS2812_LED_LEVEL * 2):
        R = int(R - (0xff / WS2812_LED_LEVEL))
        B = int(B + (0xff / WS2812_LED_LEVEL))
        phase += 1        
        if phase == (WS2812_LED_LEVEL * 2):
            R = 0
            B = 0xff
    elif  phase < (WS2812_LED_LEVEL * 3):
        B = int(B - (0xff / WS2812_LED_LEVEL))
        G = int(G + (0xff / WS2812_LED_LEVEL))
        phase += 1        
        if phase == (WS2812_LED_LEVEL * 3):
            phase = 0
            B = 0
            G = 0xff
            
    np[0] = (G,R,B)
    return phase
    
offset = 0
while True:
       
    offset = ws2812_LED_Cycle(offset)
    np.write()
    time.sleep(0.1)