亚当泰勒玩转MicroZed连载31：系统模块驱动NeoPixel RGB LED阵列

6个月前，在我开始写这个连载博客的时候，我就通过提供一些好的、简单易用的例子，来阐述Zynq All Programmable SoC的PS（处理器系统）和PL（可编程逻辑）的若干细节知识，并在以前的章节中介绍了MicroZed I/O载体卡，现在，我们可以尝试把之前介绍过的这些方面都组合到一起，来看看让它们协同工作是多么容易的事情。

这个例子，我们主要考虑用PS来控制PL去驱动一个Adafruit NeoPixel数字RGB LED阵列。我们会通过下面的方法来实现：
1.开发一个PL外设来驱动NeoPixels；
2.在PS和PL之间通信；
3.使用Zynq I/O载体卡和卡上的PMOD扩展端口；
4.开发一个PS应用来使上面这些项协同工作；

我不认为这个工作在一篇博文中就能描述完，可能会需要写几篇，但是不用担心，所有的事情都已经实现了，并且可以正常工作，所以在方法上不会有任何问题，我将花点时间来详细说明这个工作。

有些人也许会问，NeoPixel是什么？它们是独立编址的LED，每一个NeoPixel都包括一个红色、绿色和蓝色LED，这些LED通过一个数字控制器来控制。它们被安装成条状，就象你在这张AdaFruit照片中看到的那样：

AdaFruit NeoPixel数字RGB LED防水条

AdaFruit NeoPixel条采用的是一个非常简单的3线接口，包括电源、电源回复和Din（数据输入）。三个NeoPixe LED（红、绿或者蓝）输出的光都用一个8-bit值来表示，因此，每一个单色LED都可以提供256个亮度级，当和另外两个LED组合到一起的时候，就可以得到24位色（16777216个颜色）。丰富的色彩以及简单的串行接口，使得这些LED器件在许多场合中都得到广泛使用。

更好的地方在于，NeoPixel之间可以通过菊花链连接在一起。每一个NeoPixel都有一个缓冲的Dout（数据输出）接口，当命令字一个接一个的传输过来时， NeoPixel就把数据从Din接口直接传送到Dout接口，这样，仅用一根I/O线，就可以把这些独立编址的NeoPixel组合成一个大的条状或者其它的排列方式。想要组合成多大都行，只要你能把它们都点亮。

两个NeoPixel通过菊花链组合在一起

NeoPixel采用Worldsemi WS2812智能型LED集成光源（数据手册这里）。这些器件通常采用5V供电，但是，数据手册中建议可以采用3.3V供电，其中的限制因素就是蓝色LED需要的供电电压是3.2V~3.4V。因此，应该（的确是）可以采用MicroZed I/O载体卡的3V3来给这些器件供电，我会在后面的博文中进行更详细的说明。

我需要一个PMOD扩展模块来确保能够把NeoPixel同MicroZed I/O载体卡连接起来。PmodCON1扩展模块连接器把PMOD接口上的4根信号线和电源/电源回复线输出到6个螺丝接线端。

PmodCON1与NeoPixel条之间的连接

我们要有一个良好的工程习惯，就是在一头扑进去开发一个方案之前，先定义好一些需求。下面整理了这个应用的一些主要需求：
1、要能够驱动可变数量的NeoPixel；
2、在工作过程中，用户可以进行升级；
3、每一个NeoPixel都要能单独进行编址；
4、每一个NeoPixel在工作过程中要能够进行升级；

这些需求都非常简单，但是，满足这些需求的应用能够以多种方式灵活地进行使用。

在下一篇博文中，我们将要着眼于通过什么样的架构和方法来实现这些需求。下面的图片展示了这个方案最初的测试结果，测试中只控制了一个LED。

第一个用Zynq控制的NeoPixel

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