LED7SEG02 - Dokumentace projektu

Dokumentace pro projekt LED7SEG02 - 7-segmentový displej s WS2815 adresovatelnými RGB LED a RS485 komunikací.

Přehled projektu

Tento projekt implementuje ovládání 7-segmentového displeje složeného z 29 WS2815 RGB LED pomocí STM32G031F8Px mikrokontroléru. Displej je ovládán přes RS485 sběrnici pomocí definovaného protokolu.

Základní specifikace

MCU: STM32G031F8Px (Cortex-M0+ @ 64MHz)
LED: 29× WS2815 RGB (7 segmentů × 4 LED + 1 desetinná tečka)
Komunikace: RS485 @ 921600 baud
Napájení: 3.3V (MCU), 12V (LEDs)

Struktura dokumentace

WS2815_Driver.md

Kompletní dokumentace WS2815 driveru včetně:

API reference
Knihovna vizuálních efektů
Příklady použití
Troubleshooting

Hardware_Configuration.md

Hardware konfigurace a specifikace:

Pinout MCU
Periférie nastavení
Schéma zapojení

protocol_cz.md

RS485 komunikační protokol:

Struktura rámce
Seznam příkazů
CRC-8 výpočet
Příklady komunikace

firmware_cz.md

Dokumentace firmware:

Architektura software
Popis modulů
Tok dat

Quick Start

1. Kompilace projektu

Otevřít projekt v STM32CubeIDE:

File → Open Projects from File System
→ Import source: LED7SEG02\sw

Build projekt: Project → Build Project (Ctrl+B)

2. Základní použití

#include "sw_ws2815.h"
#include "sw_effects.h"

void APP_Init(void) {
    WS2815_Init();
    WS2815_SetBrightness(50);
    Effects_Init();
    RS485_Init();
    Protocol_Init();
    RS485_StartReceive();
}

void APP_Main(void) {
    WS2815_Color_t green = {0, 255, 0};

    // Zobrazení číslice
    WS2815_DisplayDigit(8, green, 1);
    WS2815_Update();
    while(WS2815_IsBusy());
}

3. Připojení hardware

PA0 (MCU) ──────► DI (WS2815)
GND (MCU) ──────► GND (WS2815)
12V PSU   ──────► +12V (WS2815)

PA2 (MCU) ──────► DI (MAX3485)
PA3 (MCU) ◄────── RO (MAX3485)
PA1 (MCU) ──────► DE/RE (MAX3485)

Struktura projektu

LED7SEG02/
├── doc/                          # Dokumentace
│   ├── README.md                 # Tento soubor
│   ├── WS2815_Driver.md          # Driver dokumentace
│   ├── Hardware_Configuration.md # Hardware dokumentace
│   ├── protocol_cz.md            # Protokol (CZ)
│   ├── protocol_en.md            # Protokol (EN)
│   ├── firmware_cz.md            # Firmware (CZ)
│   └── firmware_en.md            # Firmware (EN)
├── hw/                           # Hardware design files
├── sw/                           # Firmware
│   ├── Core/                     # STM32 HAL core
│   ├── Drivers/                  # STM32 HAL drivers
│   ├── src/                      # Aplikační kód
│   │   ├── app.c
│   │   └── app.h
│   ├── sw/                       # Custom drivers
│   │   ├── sw_ws2815.c/.h        # WS2815 driver
│   │   ├── sw_rs485.c/.h         # RS485 driver
│   │   └── sw_protocol.c/.h      # Komunikační protokol
│   └── sw_effects/               # Vizuální efekty
│       ├── sw_effects.c/.h
│       └── README.md
└── app/                          # Python testovací aplikace
    ├── led7seg_test.py
    └── config.json

Klíčové vlastnosti

WS2815 Driver

Hardware PWM + DMA (žádné bit-banging)
800 kHz bitrate
Neblokující operace
Nastavitelný jas (10-254)
Přesné timing (TIM2 @ 64MHz)
Nízká CPU zátěž

Vizuální efekty

Rainbow - duhový cyklus
Spinning - kroužící LED
Breathing - dýchací efekt
Segment Chase - běžící segmenty
Knight Rider - K.I.T.T. efekt
Loading Bar - progress bar
Rainbow Digit - číslice s měnící se barvou
Rainbow Gradient - číslice s duhovým gradientem

RS485 Komunikace

921600 baud, 8N1
Hardware RS485 mód (automatické DE řízení)
Interrupt-based příjem/odesílání
IDLE line detection pro detekci konce rámce
CRC-8 validace
Odezva < 2ms

Konfigurace periférií

Periférie	Pin	Funkce
TIM2_CH1	PA0	WS2815 Data
USART2_TX	PA2	RS485 TX
USART2_RX	PA3	RS485 RX
USART2_DE	PA1	RS485 Direction
GPIO	PA4	Address bit 0
GPIO	PA12	Address bit 1
GPIO	PB0	Address bit 2
GPIO	PA11	Address bit 3

Mapování segmentů

    aaaa
   f    b
   f    b
    gggg
   e    c
   e    c
    dddd  dp

Segment	Index	LED pozice
a	0	0-3
b	1	4-7
c	2	8-11
d	3	12-15
e	4	16-19
f	5	20-23
g	6	24-27
dp	7	28

API Quick Reference

Inicializace

WS2815_Init();                      // Inicializace driveru
WS2815_SetBrightness(brightness);   // Nastavení jasu (10-254)
Effects_Init();                     // Inicializace efektů

Nastavení displeje

WS2815_DisplayDigit(digit, color, show_dp);  // Zobrazení číslice 0-9
WS2815_SetSegment(segment, color);           // Nastavení segmentu
WS2815_SetLED(index, color);                 // Nastavení LED
WS2815_Clear();                              // Vypnutí všech LED

Aktualizace

WS2815_Update();                    // Odeslání dat (neblokující)
WS2815_IsBusy();                    // Kontrola zaneprázdnění

Efekty

Effects_Rainbow(step);                          // Duhový efekt
Effects_RainbowDigit(digit, show_dp, step);     // Rainbow na číslici
Effects_Breathing(step, color);                 // Dýchání
Effects_KnightRider(pos, color);                // K.I.T.T.

Troubleshooting

LED se nerozsvěcují

Zkontrolovat 12V napájení
Zkontrolovat zapojení PA0 → DI
Zkontrolovat společnou zem
Ověřit DMA buffer (WS2815_IsBusy)

RS485 nekomunikuje

Zkontrolovat baudrate (921600)
Ověřit zapojení A/B vodičů
Zkontrolovat adresu BCD přepínačů
Měřit DE pin aktivitu

Špatné barvy

Zkontrolovat brightness nastavení (rozsah 10-254)
Zkontrolovat napájecí napětí (min 11V)

Verze a změny

v1.0 (2026-02)

Implementace WS2815 driveru
RS485 komunikace s protokolem
Knihovna vizuálních efektů
Dokumentace

Licence a autor

Projekt: LED7SEG02
Autor: Richard Roztocil
Datum: February 2026

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 7 Commits
.github/workflows		.github/workflows
doc		doc
hw		hw
sw/src		sw/src
.gitattributes		.gitattributes
.gitignore		.gitignore
.gitmodules		.gitmodules
LICENSE		LICENSE
README.md		README.md
README_en.md		README_en.md
kitspace.yaml		kitspace.yaml

License

mlab-modules/LED7SEG02

Folders and files

Latest commit

History

Repository files navigation