ESP32驱动WS2812异常问题

现象

  1. 当USB供电电压大于或者等于5v时候，WS2812控制会出现异常，而当USB电压在4.5-5v之间时候ws2812正常控制。

  2. 用ESP32-S3板子上的IO48引脚驱动异常，用其他的比如IO45就没问题

分析

  1. 首先想到的是可能IO48引脚和其他IO不同，经查数据手册发现IO48在型号为尾号为R8V的型号上是1.8v逻辑。

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  2. 但是我们用的型号是R8不带v的，是3.3v。经过示波器卡波形看，确实不是1.8v，是3.3v逻辑确认没错。排除这个问题

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  3. 而为什么使用IO45引脚可以驱动正常，而使用IO48会有异常呢。

    示波器测试2个IO输出的波形，并没有太大差异。

    IO45的波形如下图

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    IO48的波形如下图

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  4. 查询WS2812的手册，发现有两种手册，有一种写的是2.7v，如果是这样，那3.3v的IO逻辑都不会有问题

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    但是发现另外一种写的是高电平逻辑最低识别是0.7*Vdd，所以存在有几率当供电5v时候，3.5v才被识别成高电平，这种情况就会出现异常。市面上很多WS2812，当是3.3v逻辑控制时候，或许这里官方写的文档有余量，有的能识别有的可能识别不了。这里就是一个潜在问题。所以以后电路需要解决这个问题。

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解决问题

方法1：本来想着直接在IO加上上拉电阻，在代码中直接写开漏输出的方法来解决

pinMode(mPin, OUTPUT_OPEN_DRAIN);

测试发现，当普通IO时候可以这样做，但是当驱动WS2812时候，大部分的库是用的ESP32的RMT模块，这个模块是没有设置开漏输出的地方。这个办法只能放弃。

方法2：加一个mosfet，实现3.3v到5v逻辑转换

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测试发现，这个电路速度只能达到us级别，反应时间不够，应用在WS2812控制上不合适,他的波形时间大概是250ns左右，速度太快

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最终解决办法

控制WS2812时候把第一个WS2812的供电上串联进去一个二极管。强制让第一个WS2812的电压降低。

一个二极管大概0.7v压降，这样供电大概5-0.7=4.3v左右，而0.7Vdd=3V，满足3.3v单片机的高电平逻辑。

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级联后面的ws2812还用5v供电，这样第一个ws2812只是亮度稍微有差异，并不影响控制

本店ESP32-S3的LVGL板子，同样方法可以自行修改，增加一个二极管实现。

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把这里断开，加进去一个二极管，正极接5V，负极接WS2812这个1号引脚带点的引脚VCC。

这样WS2812可以完美控制了，不用再考虑以后碰到不同批次WS2812或者个例出现控制不了的问题。

当然硬件可能到下个版本V3.3制作时候直接在板子上修复掉。目前3.2版本只能自己修改了。