在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)與STM32 嵌入式應(yīng)用實踐中，RGB 燈是實現(xiàn)可視化交互、狀態(tài)指示的常用外設(shè)，而機智云 Gokit3 開發(fā)板作為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的經(jīng)典硬件平臺，其板載的 RGB 燈憑借 P9813 專用驅(qū)動芯片具備靈活的色彩控制能力。

本文聚焦Gokit3 開發(fā)板（MCU 模式，主控 STM32F103C8T6），以 HAL 庫為開發(fā)基礎(chǔ)，從 P9813 驅(qū)動芯片的工作原理入手，系統(tǒng)講解 RGB 燈的硬件特性，并完整解析 RGB 燈 HAL 庫驅(qū)動的移植過程，同時通過紅綠藍(lán)顏色輪詢的功能實現(xiàn)，讓開發(fā)者直觀掌握 RGB 燈的驅(qū)動開發(fā)與實際應(yīng)用，文末還將附上本文涉及的源碼、原理圖等全套資料鏈接，助力快速上手開發(fā)。

01RGB和P9813驅(qū)動芯片原理

在Gokit3 的原理圖中，RGB 燈的驅(qū)動核心是P9813 芯片（圖中 U3），它是一款單總線控制的 RGB 全彩 LED 驅(qū)動芯片，專門用于簡化 RGB 燈的硬件控制 —— 僅需 2 根控制信號線，即可實現(xiàn) RGB 顏色的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

引腳介紹：

9腳（VCC）接VCC5V+R5（3.6Ω電阻）芯片電源輸入（5V供電），R5是限流電阻，避免電源沖擊

4腳（GND）接GND芯片接地引腳，保證電源回路

1腳（DIN）接“DIN”接口（對應(yīng)STM32PB9）串行數(shù)據(jù)輸入引腳：接收STM32發(fā)送的顏色控制數(shù)據(jù)（對應(yīng)STM32中PB9）

2腳（CIN）接“TheKey”接口（對應(yīng)STM32PB8）時鐘輸入引腳：接收STM32發(fā)送的同步時鐘信號（對應(yīng)STM32中PB8）

5腳（R）、6腳（G）、7腳（B）接RGB燈的紅、綠、藍(lán)通道直接驅(qū)動RGB燈的三個顏色通道，輸出對應(yīng)亮度的電流

14腳（COUT）、13腳（VOUT）懸空（未連接）級聯(lián)輸出引腳：用于多顆P9813串聯(lián)控制（Gokit3僅用1顆，故未使用）

12腳（MODE）接C18（100nF電容）→GND模式選擇引腳：通過電容下拉至GND，配置為“單線模式”（Gokit3用的單總線通信）

11腳（CLKSEL）接C18（100nF電容）→GND時鐘模式選擇引腳：電容下拉配置為“外部時鐘模式”（時鐘由STM32的PB8提供）

3腳（JEN）接R13（10KΩ電阻）→GND使能引腳：下拉至GND表示“使能芯片工作”（默認(rèn)處于工作狀態(tài)）

10腳（VOUT）懸空（未連接）級聯(lián)電源輸出（同VCC，級聯(lián)時給下一顆芯片供電）

1、單總線通信,僅需2根線（時鐘SCL+數(shù)據(jù)SDA）即可控制，無需復(fù)雜硬件（如SPI/I2C）PB8=SCL、PB9=SDA，無外設(shè)初始化

2、24位顏色控制,紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）各分配8位數(shù)據(jù)，亮度范圍0~255R_MAX/G_MAX/B_MAX=255

3、內(nèi)置反碼校驗,顏色數(shù)據(jù)高2位需傳輸反碼，

4、幀格式固定通信必須以“起始幀+數(shù)據(jù)幀+重復(fù)幀”完成

5、5V電壓兼容適配Gokit3的5V供電，無需額外電平轉(zhuǎn)換源碼無電平轉(zhuǎn)換邏輯

02Gokit3 板載的RGB 燈

1.Gokit3 板載 RGB 燈由 P9813 驅(qū)動芯片全彩 LED 驅(qū)動芯片控制，核心特性：

通信：僅需（原理圖上的SCL連PB8）+ （原理圖上的SDA連PB9）2 根線即可控制顏色

顏色編碼：24 位顏色數(shù)據(jù)（R/G/B 各 8 位，亮度范圍 0~255）

通信規(guī)則：

先發(fā)送32 個 0 作為起始幀，再發(fā)送 32 位顏色數(shù)據(jù)（含標(biāo)志位 + 反碼 + RGB 值），最后重復(fù)發(fā)送顏色數(shù)據(jù)確保生效

03原理圖及實物圖

2、GPIO硬件配置（MCU 模式）

PA0：RGB 燈總開關(guān)，高電平使能（源碼中l(wèi)edRgbControl函數(shù)首行置高 PA0）

PB8/PB9：推挽輸出模式，通過高低電平模擬 P9813 通信時序，無需硬件 SPI/I2C

04Gokit3的RGB燈源碼移植

本次使用的驅(qū)動文件為hal_rgb_led.h和hal_rgb_led.c這兩個RGB的驅(qū)動文件

頭文件：hal_rgb_led.h（宏定義 + 函數(shù)聲明）

源文件：hal_rgb_led.c（核心功能實現(xiàn)）

（1）PA0 初始化函數(shù)：rgbKeyGpioInit

void rgbKeyGpioInit(void)

解析：實現(xiàn)PA0 推挽輸出配置，為了兼容2.2

（2）延時函數(shù)：ledDelay

解析：給P9813 通信時序延時作用

（3）時鐘生成函數(shù)：clkProduce

解析：P9813 核心時序函數(shù)，通過拉低 / 拉高 PB8 生成時鐘信號，延時 40 個空循環(huán)保證時序滿足 P9813 要求。

（4）起始幀發(fā)送函數(shù)：send32Zero

解析：P9813 通信必須以 32 個 0 作為起始幀，此函數(shù)通過循環(huán)生成 32 個時鐘，且 SDA 始終為低，完成起始幀發(fā)送。

（5）反碼處理函數(shù)：takeAntiCode

解析：P9813 協(xié)議要求顏色數(shù)據(jù)高 2 位需傳輸反碼，此函數(shù)提取 R/G/B 值的高 2 位并取反，是官方驅(qū)動的核心協(xié)議適配邏輯。

（6）32 位數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)：datSend

解析：按P9813 ，逐位發(fā)送 32 位顏色數(shù)據(jù)，每發(fā)送 1 位生成 1 個時鐘信號，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵暮瘮?shù)。

（7）數(shù)據(jù)處理函數(shù)：dataDealWithAndSend

解析：將R/G/B 值組裝為 P9813 要求的 32 位數(shù)據(jù)格式（標(biāo)志位 + 反碼 + 顏色數(shù)據(jù)），再調(diào)用datSend發(fā)送。

（8）RGB 初始化函數(shù)：rgbLedInit

解析：初始化PB8/PB9 為推挽輸出，發(fā)送起始幀并將 RGB 燈初始化為滅燈狀態(tài)，是驅(qū)動使用前必須調(diào)用的初始化函數(shù)。

（9）顏色控制函數(shù)：ledRgbControl

解析：對外提供的核心調(diào)用函數(shù)，參數(shù)為R/G/B 亮度值（0~255），調(diào)用：如果向亮什么顏色的燈就可以調(diào)用這個函數(shù)實現(xiàn)RGB亮燈，一個顏色的燈有255種亮度，三個顏色的燈組合起來可以實現(xiàn)任何顏色的亮燈。

05實現(xiàn)RGB幾個顏色燈輪轉(zhuǎn)效果（驅(qū)動移植）

整體過程：添加兩個RGB驅(qū)動文件---- 工程配置好---- 調(diào)用RGB初始化函數(shù)----調(diào)用亮燈控制函數(shù)實現(xiàn)亮燈----- 使用delay實現(xiàn)簡單幾個顏色輪轉(zhuǎn)。

1、驅(qū)動文件添加

將hal_rgb_led.h放入工程Inc文件夾，hal_rgb_led.c放入Src文件夾；

在Keil 中添加hal_rgb_led.c到工程，并配置頭文件路徑（確保#include"hal_rgb_led.h"不報錯）。

2、初始化調(diào)用

調(diào)用：rgbLedInit();實現(xiàn)初始化

3、調(diào)用RGB亮燈函數(shù)，實現(xiàn)任何顏色的亮燈（需要顏色組合）

以下各種顏色為例，實現(xiàn)亮燈循環(huán)。

編譯燒錄，觀察現(xiàn)象，可以看到RGB燈成功驅(qū)動起來了。

本文從RGB燈的應(yīng)用場景與硬件基礎(chǔ)出發(fā)，深入剖析了板載P9813驅(qū)動芯片的工作原理，完整呈現(xiàn)了HAL庫驅(qū)動的移植流程，并通過紅綠藍(lán)顏色輪詢的實例實現(xiàn)，為開發(fā)者提供了從理論到實踐的全流程指導(dǎo)，助力大家快速掌握物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中RGB燈這一常用外設(shè)的驅(qū)動開發(fā)與應(yīng)用技巧。