第 1 章：WS2812B 彩色 LED（RMT 驱动）

📂 示例代码：01_blink_led

1.1 知识要点

• WS2812B 单线串行协议的时序要求（T0H/T0L/T1H/T1L/Reset）
• ESP-IDF RMT TX 新 API（v5.x）的使用方式
• 自定义 RMT 编码器（rmt_encoder_t）的实现方法
• GRB 字节序与颜色映射

1.2 课程内容

WS2812B 是一种集成驱动 IC 的 RGB LED，通过单根数据线传输 GRB 颜色数据。ESP32-S3 的 RMT（Remote Control Transceiver）外设能以硬件精度生成符合 WS2812B 时序要求的脉冲序列，无需占用 CPU 资源。

本章实现一个颜色循环程序：红 → 绿 → 蓝 → 熄灭，每 500 ms 切换一次。

1.3 基础学习

WS2812B 时序

WS2812B 使用归零码（NRZ）编码，每个 bit 由高低电平的持续时间决定：

符号	高电平	低电平	含义
0 码	400 ns (T0H)	850 ns (T0L)	逻辑 0
1 码	800 ns (T1H)	450 ns (T1L)	逻辑 1
Reset	—	≥ 50 µs	帧结束

每颗 LED 接收 24 bit（GRB 顺序，MSB 先），多颗级联时数据自动透传。

RMT 时钟配置为 80 MHz（12.5 ns/tick），tick 数由时序规格直接推导：

T0H = 400/12  ≈ 33 ticks   T0L = 850/12  ≈ 70 ticks
T1H = 800/12  ≈ 66 ticks   T1L = 450/12  ≈ 37 ticks
Reset = 50000/12 ≈ 4166 ticks (≥ 50 µs)

用整数除法写成宏：#define T0H (400/12)，编译器在编译期计算，无运行时开销。

RMT 编码器架构

ESP-IDF v5.x RMT 采用编码器链式结构：

• rmt_bytes_encoder：将字节流按位展开为 RMT 符号
• rmt_copy_encoder：直接复制预定义符号（用于 Reset 脉冲）
• 自定义编码器组合两者，实现完整的 WS2812B 帧

1.4 程序学习

创建 TX 通道与字节编码器：

rmt_tx_channel_config_t ch_cfg = {
    .gpio_num          = 45,           // LED_PIN
    .clk_src           = RMT_CLK_SRC_DEFAULT,
    .resolution_hz     = 80000000,
    .mem_block_symbols = 64,
    .trans_queue_depth = 4,
};
rmt_new_tx_channel(&ch_cfg, &s_channel);

/* WS2812B bit timing: formula-based macros, computed at compile time */
#define T0H  (400  / 12)   // ~33 ticks
#define T0L  (850  / 12)   // ~70 ticks
#define T1H  (800  / 12)   // ~66 ticks
#define T1L  (450  / 12)   // ~37 ticks
#define RESET_TICKS (50000 / 12)  // ~4166 ticks

rmt_bytes_encoder_config_t bcfg = {
    .bit0 = { .level0=1, .duration0=T0H, .level1=0, .duration1=T0L },
    .bit1 = { .level0=1, .duration0=T1H, .level1=0, .duration1=T1L },
    .flags.msb_first = 1,
};
rmt_new_bytes_encoder(&bcfg, &ws->bytes_encoder);
rmt_enable(s_channel);

发送颜色（GRB 字节序）：

static void led_set(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b)
{
    uint8_t grb[3] = { g, r, b };
    rmt_transmit_config_t tx_cfg = { .loop_count = 0 };
    rmt_transmit(s_channel, s_encoder, grb, sizeof(grb), &tx_cfg);
    rmt_tx_wait_all_done(s_channel, portMAX_DELAY);
}

1.5 课程总结

本章掌握了 WS2812B 的单线时序原理，学会了使用 ESP-IDF RMT TX 新 API 和自定义编码器驱动 LED。RMT 外设的硬件精度保证了时序的准确性，这一模式也可扩展到驱动 LED 灯带。

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