Digispark ATtiny85配合Prismatik软件DIY屏幕流光溢彩效果

djddb

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。

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。

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：

1. <font face="微软雅黑" color="#000000">#include <WS2811.h>
   
2. DEFINE_WS2811_FN(WS2811RGB, PORTB, 1)
   
3. RGB_t rgb[1]; //1 for 1 pixel
   
4. 
   
5. void setup() {               
   
6. 
   
7.   pinMode(1,OUTPUT);
   
8. 
   
9. }
   
10. 
    
11. void loop() {
    
12.         setPixel(0,255,0,0); //set first pixel (zero indexed) to red
    
13.         updatePixels(); //show the change
    
14. }
    
15. 
    
16. void setPixel(i,r,g,b){
    
17.         rgb[r].r=r;
    
18.     rgb[g].g=g;
    
19.     rgb[b].b=b;
    
20. }
    
21. 
    
22. void updatePixels(){
    
23.         WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));
    
24. }</font>

复制代码

然后我们点击验证，发现报错如下。

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].r，rgb[g].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：

1. //LD
   
2. #include <WS2811.h>
   
3. DEFINE_WS2811_FN(WS2811RGB, PORTB, 1)
   
4. RGB_t rgb[1]; //1 for 1 pixel
   
5. uint8_t g;
   
6. uint8_t r;
   
7. uint8_t b;
   
8. uint8_t i;
   
9. uint8_t NUM_LEDS=8; //你的灯珠数量
   
10. 
    
11. unsigned char red[] = { 255, 255, 255, 0, 0, 0, 150, 255};
    
12. unsigned char green[] = { 0, 100, 255, 255, 255, 0, 0, 255};
    
13. unsigned char blue[] = { 0, 0, 0, 0, 255, 255, 255, 255};
    
14. 
    
15. void setup() {               
    
16.   pinMode(1,OUTPUT);
    
17.   delay(1000);
    
18. }
    
19. 
    
20. void loop() {
    
21.    for(i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
    
22.   {
    
23.     rgb[r].r = red[i];
    
24.     rgb[g].g = green[i];
    
25.     rgb[b].b = blue[i];
    
26.     WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));// Shows new values
    
27.   }
    
28.   delay(100);//其实没必要放loop()中循环，WS2811会保持最后一次的颜色。
    
29. }

复制代码

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。）

1. /*
   
2.   Software serial multiple serial test
   
3. 
   
4. Receives from the hardware serial, sends to software serial.
   
5. Receives from software serial, sends to hardware serial.
   
6. 
   
7. The circuit:
   
8. * RX is digital pin 2 (connect to TX of other device)
   
9. * TX is digital pin 3 (connect to RX of other device)
   
10. 
    
11. created back in the mists of time
    
12. modified 9 Apr 2012
    
13. by Tom Igoe
    
14. based on Mikal Hart's example
    
15. 
    
16. This example code is in the public domain.
    
17. 
    
18. <SoftSerial> adapted from <SoftwareSerial> for <TinyPinChange> library which allows sharing the Pin Change Interrupt Vector.
    
19. Single difference with <SoftwareSerial>: add #include <TinyPinChange.h>  at the top of your sketch.
    
20. RC Navy (2012): http://p.loussouarn.free.fr
    
21. 
    
22. */
    
23. #include <SoftSerial.h>     /* Allows Pin Change Interrupt Vector Sharing */
    
24. #include <TinyPinChange.h>  /* Ne pas oublier d'inclure la librairie <TinyPinChange> qui est utilisee par la librairie <RcSeq> */
    
25. 
    
26. SoftSerial mySerial(2, 3); // RX, TX
    
27. 
    
28. void setup()  
    
29. {
    
30. // Open serial communications and wait for port to open:
    
31.   Serial.begin(57600);
    
32.    while (!Serial) {
    
33.     ; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only
    
34.   }
    
35. 
    
36.   
    
37.   Serial.println("Goodnight moon!");
    
38. 
    
39.   // set the data rate for the SoftwareSerial port
    
40.   mySerial.begin(4800);
    
41.   mySerial.println("Hello, world?");
    
42. }
    
43. 
    
44. void loop() // run over and over
    
45. {
    
46.   if (mySerial.available())
    
47.     Serial.write(mySerial.read());
    
48.   if (Serial.available())
    
49.     mySerial.write(Serial.read());
    
50. }

复制代码

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：

1.   // Hi, Lo, Checksum  
   
2.   while (!mySerial.available()) ;;
   
3.   hi=mySerial.read();
   
4.   while (!mySerial.available()) ;;
   
5.   lo=mySerial.read();
   
6.   while (!mySerial.available()) ;;
   
7.   chk=mySerial.read();
   
8. 
   
9.   // If checksum does not match go back to wait
   
10.   if (chk != ((hi ^ lo) ^ 0x55))
    
11.   {
    
12.     i=0;
    
13.     goto waitLoop;
    
14.   }
    

复制代码

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。

1. #include <WS2811.h>
   
2. #include <SoftSerial.h>
   
3. #include <TinyPinChange.h>
   
4. 
   
5. #define DATA_PIN 1          //RGB输出针脚
   
6. SoftSerial mySerial(0,2);   // RX, TX
   
7. 
   
8. DEFINE_WS2811_FN(WS2811RGB, PORTB, 1)
   
9. RGB_t rgb[1];               //1 for 1 pixel
   
10. uint8_t prefix[] = {'A', 'd', 'a'}, hi, lo, chk;
    
11. 
    
12. uint8_t g,r,b;
    
13. uint8_t i,j;
    
14. 
    
15. uint8_t Brightness=30;      //亮度30%
    
16. uint8_t NUM_LEDS=24;        //你的灯珠数量
    
17. uint8_t red[60],green[60],blue[60];
    
18. 
    
19. void setup()
    
20. {               
    
21.   pinMode(1,OUTPUT);
    
22. 
    
23.   //让灯珠闪一下表明单片机正常运行起来了
    
24.   for(j=2;j>=1;j--)
    
25.   {
    
26.     rgb[r].r=100*(j-1)*Brightness/100;
    
27.     rgb[g].g=100*(j-1)*Brightness/100;
    
28.     rgb[b].b=100*(j-1)*Brightness/100;
    
29.     for(i=0;i<NUM_LEDS;i++)
    
30.     {WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));}
    
31.    delay(500);
    
32.   }
    
33. 
    
34.   Serial.begin(9600);
    
35.   Serial.println("Ada\n");
    
36.   mySerial.begin(9600);
    
37.   mySerial.println("Ada\n");
    
38. }
    
39. 
    
40. void loop()
    
41. {
    
42.   for(i = 0; i < sizeof prefix; ++i)
    
43.   {
    
44.     waitLoop: while (!mySerial.available()) ;;
    
45.     if(prefix[i] == mySerial.read()) continue;
    
46.     i = 0;
    
47.     goto waitLoop;
    
48.   }
    
49. 
    
50.   // Hi, Lo, Checksum  
    
51.   while (!mySerial.available()) ;;
    
52.   hi=mySerial.read();
    
53.   while (!mySerial.available()) ;;
    
54.   lo=mySerial.read();
    
55.   while (!mySerial.available()) ;;
    
56.   chk=mySerial.read();
    
57. 
    
58.   // If checksum does not match go back to wait
    
59.   if (chk != ((hi ^ lo) ^ 0x55))
    
60.   {
    
61.     i=0;
    
62.     goto waitLoop;
    
63.   }
    
64. 
    
65.   // Read the transmission data and set LED values
    
66.   for(i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
    
67.   {
    
68.     while(!mySerial.available());;
    
69.     red[i] = mySerial.read();
    
70.     while(!mySerial.available());;
    
71.     green[i] = mySerial.read();
    
72.     while(!mySerial.available());;
    
73.     blue[i] = mySerial.read();
    
74.   }
    
75. 
    
76.   //hi和lo表示灯珠数量的高8位和低8位
    
77.   //如果灯珠个数超过256个，需要把高8位的hi也算进来
    
78.   NUM_LEDS=lo+1;
    
79. 
    
80.   for(i = 0; i < NUM_LEDS; i++)
    
81.   {
    
82.     rgb[r].r = red[i];
    
83.     rgb[g].g = green[i];
    
84.     rgb[b].b = blue[i];
    
85.     WS2811RGB(rgb, ARRAYLEN(rgb));// Shows new values
    
86.   }
    
87. }
    

复制代码

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。

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
提取码：zfyc