《机智云Gokit3开发篇》4 RGB灯的介绍与驱动移植（HAL库）

本文聚焦Gokit3 开发板（MCU 模式，主控 STM32F103C8T6），以 HAL 库为开发基础，从 P9813 驱动芯片的工作原理入手，系统讲解 RGB 灯的硬件特性，并完整解析 RGB 灯 HAL 库驱动的移植过程，同时通过红绿蓝颜色轮询的功能实现，让开发者直观掌握 RGB 灯的驱动开发与实际应用，文末还将附上本文涉及的源码、原理图等全套资料链接，助力快速上手开发。

01RGB和P9813驱动芯片原理

在Gokit3 的原理图中，RGB 灯的驱动核心是P9813 芯片（图中 U3），它是一款单总线控制的 RGB 全彩 LED 驱动芯片，专门用于简化 RGB 灯的硬件控制 —— 仅需 2 根控制信号线，即可实现 RGB 颜色的精准调节。

引脚介绍：

9脚（VCC）接VCC5V+R5（3.6Ω电阻）芯片电源输入（5V供电），R5是限流电阻，避免电源冲击

4脚（GND）接GND芯片接地引脚，保证电源回路

1脚（DIN）接“DIN”接口（对应STM32PB9）串行数据输入引脚：接收STM32发送的颜色控制数据（对应STM32中PB9）

2脚（CIN）接“TheKey”接口（对应STM32PB8）时钟输入引脚：接收STM32发送的同步时钟信号（对应STM32中PB8）

5脚（R）、6脚（G）、7脚（B）接RGB灯的红、绿、蓝通道直接驱动RGB灯的三个颜色通道，输出对应亮度的电流

14脚（COUT）、13脚（VOUT）悬空（未连接）级联输出引脚：用于多颗P9813串联控制（Gokit3仅用1颗，故未使用）

12脚（MODE）接C18（100nF电容）→GND模式选择引脚：通过电容下拉至GND，配置为“单线模式”（Gokit3用的单总线通信）

11脚（CLKSEL）接C18（100nF电容）→GND时钟模式选择引脚：电容下拉配置为“外部时钟模式”（时钟由STM32的PB8提供）

3脚（JEN）接R13（10KΩ电阻）→GND使能引脚：下拉至GND表示“使能芯片工作”（默认处于工作状态）

10脚（VOUT）悬空（未连接）级联电源输出（同VCC，级联时给下一颗芯片供电）

1、单总线通信,仅需2根线（时钟SCL+数据SDA）即可控制，无需复杂硬件（如SPI/I2C）PB8=SCL、PB9=SDA，无外设初始化

2、24位颜色控制,红（R）、绿（G）、蓝（B）各分配8位数据，亮度范围0~255R_MAX/G_MAX/B_MAX=255

3、内置反码校验,颜色数据高2位需传输反码，

4、帧格式固定通信必须以“起始帧+数据帧+重复帧”完成

5、5V电压兼容适配Gokit3的5V供电，无需额外电平转换源码无电平转换逻辑

02Gokit3 板载的RGB 灯

1.Gokit3 板载 RGB 灯由 P9813 驱动芯片全彩 LED 驱动芯片控制，核心特性：

通信：仅需（原理图上的SCL连PB8）+ （原理图上的SDA连PB9）2 根线即可控制颜色

颜色编码：24 位颜色数据（R/G/B 各 8 位，亮度范围 0~255）

通信规则：

先发送32 个 0 作为起始帧，再发送 32 位颜色数据（含标志位 + 反码 + RGB 值），最后重复发送颜色数据确保生效

03原理图及实物图

2、GPIO硬件配置（MCU 模式）

PA0：RGB 灯总开关，高电平使能（源码中ledRgbControl函数首行置高 PA0）

PB8/PB9：推挽输出模式，通过高低电平模拟 P9813 通信时序，无需硬件 SPI/I2C

04Gokit3的RGB灯源码移植

本次使用的驱动文件为hal_rgb_led.h和hal_rgb_led.c这两个RGB的驱动文件

头文件：hal_rgb_led.h（宏定义 + 函数声明）

源文件：hal_rgb_led.c（核心功能实现）

（1）PA0 初始化函数：rgbKeyGpioInit

void rgbKeyGpioInit(void)

解析：实现PA0 推挽输出配置，为了兼容2.2

（2）延时函数：ledDelay

解析：给P9813 通信时序延时作用

（3）时钟生成函数：clkProduce

解析：P9813 核心时序函数，通过拉低 / 拉高 PB8 生成时钟信号，延时 40 个空循环保证时序满足 P9813 要求。

（4）起始帧发送函数：send32Zero

解析：P9813 通信必须以 32 个 0 作为起始帧，此函数通过循环生成 32 个时钟，且 SDA 始终为低，完成起始帧发送。

（5）反码处理函数：takeAntiCode

解析：P9813 协议要求颜色数据高 2 位需传输反码，此函数提取 R/G/B 值的高 2 位并取反，是官方驱动的核心协议适配逻辑。

（6）32 位数据发送函数：datSend

解析：按P9813 ，逐位发送 32 位颜色数据，每发送 1 位生成 1 个时钟信号，是数据传输的核心函数。

（7）数据处理函数：dataDealWithAndSend

解析：将R/G/B 值组装为 P9813 要求的 32 位数据格式（标志位 + 反码 + 颜色数据），再调用datSend发送。

（8）RGB 初始化函数：rgbLedInit

解析：初始化PB8/PB9 为推挽输出，发送起始帧并将 RGB 灯初始化为灭灯状态，是驱动使用前必须调用的初始化函数。

（9）颜色控制函数：ledRgbControl

解析：对外提供的核心调用函数，参数为R/G/B 亮度值（0~255），调用：如果向亮什么颜色的灯就可以调用这个函数实现RGB亮灯，一个颜色的灯有255种亮度，三个颜色的灯组合起来可以实现任何颜色的亮灯。

05实现RGB几个颜色灯轮转效果（驱动移植）

整体过程：添加两个RGB驱动文件---- 工程配置好---- 调用RGB初始化函数----调用亮灯控制函数实现亮灯----- 使用delay实现简单几个颜色轮转。

1、驱动文件添加

将hal_rgb_led.h放入工程Inc文件夹，hal_rgb_led.c放入Src文件夹；

在Keil 中添加hal_rgb_led.c到工程，并配置头文件路径（确保#include"hal_rgb_led.h"不报错）。

2、初始化调用

调用：rgbLedInit();实现初始化

3、调用RGB亮灯函数，实现任何颜色的亮灯（需要颜色组合）

以下各种颜色为例，实现亮灯循环。

编译烧录，观察现象，可以看到RGB灯成功驱动起来了。

本文从RGB灯的应用场景与硬件基础出发，深入剖析了板载P9813驱动芯片的工作原理，完整呈现了HAL库驱动的移植流程，并通过红绿蓝颜色轮询的实例实现，为开发者提供了从理论到实践的全流程指导，助力大家快速掌握物联网开发中RGB灯这一常用外设的驱动开发与应用技巧。