Digispark ATtiny85配合Prismatik软件DIY屏幕流光溢彩效果
本帖最后由 djddb 于 2020-11-22 16:38 编辑CSDN上的帖子也是我的，如果下文有内容省略的地方，可以参考原文。
链接如下：https://blog.csdn.net/qq_36151485/article/details/106884611
一、硬件准备
[*]1.Digispark ATtiny85
[*]2.CH340 USB转TTL
[*]3.WS2812灯带
二、开发环境与软件
[*]1.Arduino IDE安装
[*]2.添加开发板和驱动
[*]3.安装所需的库
[*]4.重刷ATtiny85的BootLoader
三、程序编写
[*]1.ATtiny85点亮WS2812
[*]2.ATtiny85 SoftSerial
[*]3.Prismatik配置与数据结构
[*]4.ATtiny85通信Prismatik
四、DIY成品
[*]1.硬件接连方法
[*]2.效果展示视频
五、结语
之前偶然间看到了飞利浦电视的流光溢彩效果，淘宝看了一下，最便宜都要一百多一套，懂单片机的我当然不会花这个冤枉钱。在CSDN搜索了一下，果然有好多大神用Arduino NANO DIY电脑显示器的流光溢彩效果，可是Arduino NANO十几块钱的价格对于我来说也很贵。手边只有一个Digispark ATtiny85，怎么办？反正都是在Arduino IDE里面搞开发，为了省钱，当然是要用Digispark ATtiny85 DIY流光溢彩效果啦。为了省下几块钱的预算，我们搞起。
一、硬件准备使用的硬件包括：Digispark ATtiny85，CH340USB转TTL，WS2812灯带
调试工具包括：另一个CH340USB转TTL
1.Digispark ATtiny85
ATtiny85是个非常好玩的芯片，体积小巧功能强悍，最开始是用来玩BadUSB的，后来发现功能很强悍，Arduino里面关于ATtiny85的例子也很多，正好有WS2812的例子，就拿过来做流光溢彩效果。Digispark ATtiny85在淘宝上非常便宜，一般价格都在6-8元还包邮，自行购买即可。我买的是左上角的那种，可以直接插电脑，不再需要USB线连接，做BadUSB拿出去装B携带方便。ATtiny85官方文档放在了最后的网盘里。
https://img-blog.csdnimg.cn/20200622083810313.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTUxNDg1,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
2.CH340 USB转TTL
CH340用于电脑与ATtiny85的串口通信，这个就不多赘述了，大家都常用。
3.WS2812灯带
WS2812灯带有30、60、144株/每米几种规格，价格分别为12、18、58元/米左右，推荐60株/每米的规格，既便宜，做出来效果的细腻程度也还可以。开发时用的是下面这个8灯珠的板子，价格大约2.8元/个，1米需要17个，换算后大概50元/米，136株/米，和买灯带价格差不多，并且有PCB板，可能更耐操一点。关于WS2812的文档，放在了最后的网盘里。
https://img-blog.csdnimg.cn/20200622090143662.bmp?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTUxNDg1,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_centerhttps://img-blog.csdnimg.cn/20200622084719208.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTUxNDg1,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
二、开发环境与软件1.Arduino IDE安装
2.添加开发板和驱动
3.安装所需的库Arduino中开发板添加后，会显示Digistump的一些库，我们需要用到的有以下这些，添加开发板后就有了，不用额外安装库。
#include <WS2811.h> //用于控制WS2812灯带
#include <SoftSerial.h> //用于模拟串口通信
#include <TinyPinChange.h> //用于定义引脚
三、程序编写
1.ATtiny85点亮WS2812
Arduino点击文件–示例–WS2811–digispark，另存为一个文件。
示例原代码如下：<font face="微软雅黑" color="#000000">#include <WS2811.h>
DEFINE_WS2811_FN(WS2811RGB, PORTB, 1)
RGB_t rgb; //1 for 1 pixel
void setup() {
pinMode(1,OUTPUT);
}
void loop() {
setPixel(0,255,0,0); //set first pixel (zero indexed) to red
updatePixels(); //show the change
}
void setPixel(i,r,g,b){
rgb.r=r;
rgb.g=g;
rgb.b=b;
}
void updatePixels(){
WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));
}</font>然后我们点击验证，发现报错如下。
https://img-blog.csdnimg.cn/20200626210414649.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTUxNDg1,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
报错信息是i,r,g,b都没有定义，所以我觉得
void setPixel(i,r,g,b)应该改为
void setPixel(uint8_t i,uint8_t r,uint8_t g,uint8_t b)
改完后确实编译通过了，问题解决。
有兴趣的同学可以仔细看一下WS2811.h文件。
阅读代码，我发现真正有用的只有：1句命令：WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));
和3个值rgb.r，rgb.g，rgb.b
所以我重新改了一下代码，让8个灯显示红橙黄绿青蓝紫白8个颜色：//LD
#include <WS2811.h>
DEFINE_WS2811_FN(WS2811RGB, PORTB, 1)
RGB_t rgb; //1 for 1 pixel
uint8_t g;
uint8_t r;
uint8_t b;
uint8_t i;
uint8_t NUM_LEDS=8; //你的灯珠数量
unsigned char red[] = { 255, 255, 255, 0, 0, 0, 150, 255};
unsigned char green[] = { 0, 100, 255, 255, 255, 0, 0, 255};
unsigned char blue[] = { 0, 0, 0, 0, 255, 255, 255, 255};
void setup() {
pinMode(1,OUTPUT);
delay(1000);
}
void loop() {
for(i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
{
rgb.r = red;
rgb.g = green;
rgb.b = blue;
WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));// Shows new values
}
delay(100);//其实没必要放loop()中循环，WS2811会保持最后一次的颜色。
}2.ATtiny85 SoftSerial同样，Digistump开发板下自带的SoftSerial示例程序如下，作用是在loop循环中，发送接收到的数据。但是实测下来，软件模拟的串口，波特率太高的话丢数据严重，可能9600波特率是比较稳定的。（这个涉及到晶振频率、波特率和丢包率之间的问题，感兴趣的同学可以深入学习。）/*
Software serial multiple serial test
Receives from the hardware serial, sends to software serial.
Receives from software serial, sends to hardware serial.
The circuit:
* RX is digital pin 2 (connect to TX of other device)
* TX is digital pin 3 (connect to RX of other device)
created back in the mists of time
modified 9 Apr 2012
by Tom Igoe
based on Mikal Hart's example
This example code is in the public domain.
<SoftSerial> adapted from <SoftwareSerial> for <TinyPinChange> library which allows sharing the Pin Change Interrupt Vector.
Single difference with <SoftwareSerial>: add #include <TinyPinChange.h>at the top of your sketch.
RC Navy (2012): http://p.loussouarn.free.fr
*/
#include <SoftSerial.h> /* Allows Pin Change Interrupt Vector Sharing */
#include <TinyPinChange.h>/* Ne pas oublier d'inclure la librairie <TinyPinChange> qui est utilisee par la librairie <RcSeq> */
SoftSerial mySerial(2, 3); // RX, TX
void setup()
{
// Open serial communications and wait for port to open:
Serial.begin(57600);
while (!Serial) {
; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only
}
Serial.println("Goodnight moon!");
// set the data rate for the SoftwareSerial port
mySerial.begin(4800);
mySerial.println("Hello, world?");
}
void loop() // run over and over
{
if (mySerial.available())
Serial.write(mySerial.read());
if (Serial.available())
mySerial.write(Serial.read());
}3.Prismatik配置与数据结构Prismatik软件的GitHub和下载地址如下，适用Windows，Ubuntu，OS，Android多种系统，Windows版本的安装包，文章最后的网盘里有一份。
GitHub：https://github.com/psieg/Lightpack
下载地址：https://lightpack.tv/pages/downloads
之前看的最多的是用Arduino NANO做流光溢彩效果，有很多大神写的很详细，我主要参考的是下面这位大神的，包括所需的Prismatik最开始也是从这篇文章里得到的下载地址。
链接：https://blog.csdn.net/u012963827/article/details/89640175
但是，我用的是ATtiny85芯片+WS2811.h库，上面文章用的是Arduino NANO+FastLED.h库，所以只能理解代码后移植。为了详细了解数据结构，做了如下工作。
先把CH340插到电脑上，找到对应的COM口，设置Prismatik。将CH340的TX脚接到另一个CH340的RX脚，并打开串口调试助手接收Prismatik发送出去的数据，在EXCEL整理数据结构如下。
可以看到，开头是固定的Ada指令。
随后的灯泡个数信息和校验码，我参考了上面提到的Arduino NANO的代码，其中一段如下：// Hi, Lo, Checksum
while (!mySerial.available()) ;;
hi=mySerial.read();
while (!mySerial.available()) ;;
lo=mySerial.read();
while (!mySerial.available()) ;;
chk=mySerial.read();
// If checksum does not match go back to wait
if (chk != ((hi ^ lo) ^ 0x55))
{
i=0;
goto waitLoop;
}
所以0x00应该是灯珠个数高8位。正常情况下我们不会用到这位数据，因为低8位的0xFF就可以有256个灯珠数量了，我们DIY一般用不到这么多灯珠。再其后的0x07应该是灯珠个数的低8位，是因为我在Prismatik软件中把灯珠数量设置成了8个，所以这一位数据是0x07。
0x52是校验码，
0x52==(0x00 ^ 0x07) ^ 0x55再其后的0x16，0x16，0x00，0x16，0x16，0x00这些数据就是第1、2、3……个灯珠的R,G,B数值了。
4.ATtiny85通信Prismatik有了上面的基础，我的代码如下：
定义1脚发送WS2812的RGB数据。
定义0、2脚为SoftSerial的RX, TX。
loop命令中，循环等待并校验Ada命令。
然后检验灯珠个数hi、lo、chk三个数据。
随后把串口发过来的RGB数据放入缓存区。
数据全部接收完毕后，用WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));指令发送给WS2812灯带。#include <WS2811.h>
#include <SoftSerial.h>
#include <TinyPinChange.h>
#define DATA_PIN 1 //RGB输出针脚
SoftSerial mySerial(0,2); // RX, TX
DEFINE_WS2811_FN(WS2811RGB, PORTB, 1)
RGB_t rgb; //1 for 1 pixel
uint8_t prefix[] = {'A', 'd', 'a'}, hi, lo, chk;
uint8_t g,r,b;
uint8_t i,j;
uint8_t Brightness=30; //亮度30%
uint8_t NUM_LEDS=24; //你的灯珠数量
uint8_t red,green,blue;
void setup()
{
pinMode(1,OUTPUT);
//让灯珠闪一下表明单片机正常运行起来了
for(j=2;j>=1;j--)
{
rgb.r=100*(j-1)*Brightness/100;
rgb.g=100*(j-1)*Brightness/100;
rgb.b=100*(j-1)*Brightness/100;
for(i=0;i<NUM_LEDS;i++)
{WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));}
delay(500);
}
Serial.begin(9600);
Serial.println("Ada\n");
mySerial.begin(9600);
mySerial.println("Ada\n");
}
void loop()
{
for(i = 0; i < sizeof prefix; ++i)
{
waitLoop: while (!mySerial.available()) ;;
if(prefix == mySerial.read()) continue;
i = 0;
goto waitLoop;
}
// Hi, Lo, Checksum
while (!mySerial.available()) ;;
hi=mySerial.read();
while (!mySerial.available()) ;;
lo=mySerial.read();
while (!mySerial.available()) ;;
chk=mySerial.read();
// If checksum does not match go back to wait
if (chk != ((hi ^ lo) ^ 0x55))
{
i=0;
goto waitLoop;
}
// Read the transmission data and set LED values
for(i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
{
while(!mySerial.available());;
red = mySerial.read();
while(!mySerial.available());;
green = mySerial.read();
while(!mySerial.available());;
blue = mySerial.read();
}
//hi和lo表示灯珠数量的高8位和低8位
//如果灯珠个数超过256个，需要把高8位的hi也算进来
NUM_LEDS=lo+1;
for(i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
{
rgb.r = red;
rgb.g = green;
rgb.b = blue;
WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));// Shows new values
}
}
四、DIY成品
1.硬件接连方法
我的是笔记本电脑，背面的WS2812灯珠只有24个，实测最大不超过0.2A电流，可以用USB口直接供电。如果灯珠数量特别多，那么就需要额外的供电了，记得把灯带和ATtiny85共地。
https://img-blog.csdnimg.cn/20200627103645843.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTUxNDg1,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
2.效果展示视频这个是我早期在B站发的的一个演示视频
链接：https://www.bilibili.com/video/BV18J411P7L5/
下面这个是近期刚录制的，播放是飞利浦官方的演示视频，网盘里也放了这个原视频。
链接：https://www.bilibili.com/video/BV1ag4y1v787
五、结语
其实最终看来，Digispark ATtiny85的流光溢彩效果还可以，虽然只有10FPS但是足够用。后来我又咬咬牙买了Arduino NANO，虽然贵，但是真香，呵呵呵。
这是我第一次在CSDN发博客，之前只是自己玩玩单片机，直到有一个网友看了我的成果视频希望我出个教程，正好端午假期有空，就写了这个不算是教程的教程。我发现ATtiny85芯片真的足够好玩，以后有好的项目我还会在发出来与大家分享。
文章的最后，我把一些用得到的文件、软件打包放网盘了，大家自行取阅。
百度网盘：https://pan.baidu.com/s/1MIcNYL0Lk_GhttbfXHRu1A
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