2025树莓派 Pico 与 STONE串口屏炫彩灯光控制系统

1. 摘要

在生产生活中，LED 炫光控制技术拥有无数应用场景，从大型到巨型户外串口屏，再到小型 LED 指示灯（如鼠标、键盘和钥匙扣），几乎随处可见。而树莓派Pico作为树莓派开源硬件家族的新成员，一经推出便引发热潮。2021年1月底，树莓派基金会发布重磅消息，正式将树莓派Pico推向微控制器领域。本文将利用微控制器树莓派Pico与STONE串口屏，开发一套RGB炫光控制解决方案。

1. 实现的功能

(A) RGB-LED 控制主界面

可跳转至三种 RGB LED 的工作控制选择界面。

(B) 流动灯光控制界面

1. 红色流动灯光。
2. 绿色流动灯光。
3. 蓝色流动灯光。

(C) 闪烁灯光控制界面

1. 500 毫秒闪烁。
2. 1000 毫秒闪烁。
3. 1500 毫秒闪烁。

(D) 渐变光控制界面

3种渐变模式。

III. 系统原理与组成

(A) 系统原理

通过串口屏，系统收集操作员的指令并通过串口发送至Raspberry Pi Pico。Raspberry Pi Pico分析指令并通过WS2812B兼容的定时控制信号控制灯光设置。

(B) 系统组成

系统主要由串口屏、Raspberry Pi Pico、WS2812B灯条板四部分组成。

1. 树莓派 Pico 与 STONE LCD 显示系统硬件设计

(A) STONE串口屏

1. “RGB LED 彩色灯光控制” 硬件设计

采用北京STONE科技有限公司生产的 STONE串口屏，型号为 STVC070WT-01，集成了串口屏和触摸控制器。

(1)STVC070WT-01产品特性

• 可由任何 MCU 控制。
• 显示图片/文字/曲线。
• 65536色串口屏。
• 带/不带触摸屏。
• RS232/RS485/TTL UART接口和USB端口。
• 宽电压范围。

(2) 接口

• 电源接口。
• 由12V 1A电源适配器供电。
• 通信接口
• 通过RS232串口进行外部通信，波特率为115200bps。

(B) WS2812灯条控制板

1. 灯条控制面板

采用Raspberry Pi生态系统的新成员，Raspberry Pi Pico。

树莓派 Pico 微控制器

树莓派 Pico 基于基金会的新芯片 RP2040 微控制器设计。以下是其参数。

https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-pico/

• 双核 32 位 ARM Cortex-M0+ 处理器
• 运行频率为 48MHz，但可超频至 133MHz
• 30 个通用输入输出引脚（26 个外露）
• 支持 USB 主机或设备模式
• 8 个可编程输入输出（PIO）状态机
• RP2040 支持最高 16MB 的片外闪存，但 Raspberry Pi Pico 仅支持 4MB。
• 三个 12 位 ADC 引脚。
• UART、SPI、IIC 功能。

1. 系统软件设计

(A) RGB LED 炫光控制主界面

Raspberry Pi Pico 和 STONE串口屏的开发过程

1. 创建项目并加载所需图片到项目中。 raspberry pi pico 教程
2. 在此制作背景图片，通过 Ico 显示楼层及上下信息。
3. 使用 TOOL-2019 控件创建动态关联关系；主要控件包括：“动画图标”、“变量图标”；
4. 进行软件模拟与编译以生成可执行文件。
5. 串口屏通过调试工具连接至电脑，并将可执行文件下载至屏幕。

在此，在界面中添加按钮功能，将效果设置为下一章键触发图片，转到对应的设置界面。

控制

通过使用“通过使用“可变图标”、“按钮键值返回”以及控制组件的音频属性，实现动态灯光控制功能。返及

(1)STONETOOLBox图形用户界面设计软件SO OL户界面设计软件

首先，我们创建基础地图，并为按钮触发器制作对应的动作效果地图，如下图所示。先建图

• 红色流程选定命令：A5 5A 06 83 00 86 01 00 00。
• 绿色流程选定命令：A5 5A 06 83 00 87 01 00 00。
• 蓝色流程选定命令：A5 5A 06 83 00 88 01 00 00。

(2) Raspberry Pi Pico 控制台软件设计

通过串口从 LCD 显示屏接收命令，解析并调用 WS2812b 函数驱动 LED 执行对应操作。

# 灯带状态控制，模式=1-3为三色跑动灯光

# 模式=4-6为间隔闪烁，500ms、1s、1.5s

# 模式=7-9为三色渐变

if mode==0x01 or mode==0x02 or mode==0x03:

if no < 7 :

no = no + 1

else: no = 0

time.sleep_ms(500)

if mode == 0x01:

np.fill(0,0,0)

np.set_pixel(no,5,0,0)

np.show()

time.sleep_ms(200)

elif mode == 0x02:

np.fill(0,0,0)

np.set_pixel(no, 0, 5, 0)

np.show()

time.sleep_ms(200)

elif mode == 0x03:

np.fill(0, 0, 0)

np.set_pixel(no, 0, 0, 5)

np.show()

time.sleep_ms(200)

(C) RGB LED 闪烁灯光控制

STONE LCD 显示屏通过使用“可变图标”、“按钮键值返回”以及控制项的音频属性，实现灯光控制功能。

(1) STONE 工具箱 软件设计

首先，我们制作基础地图，并为按钮按下操作制作对应的动作效果地图，如图所示。

• 500毫秒闪烁选定命令：A5 5A 06 83 00 89 01 00 00.
• 1000毫秒闪烁选定命令：A5 5A 06 83 00 8A 01 00 00.
• 1500毫秒闪烁选定命令：A5 5A 06 83 00 8B 01 00 00。

(2) Raspberry Pi Pico 控制台软件设计

通过串口从LCD显示屏接收命令，解析并调用WS2812b函数驱动LED执行对应操作。

# 灯带状态控制，模式=4-6为间隔闪烁，500ms 1s 1.5s

# 灯带状态控制，模式=4-6为间歇闪烁，500ms 1s 1.5s

elif mode == 0x04:

np.fill(5,0,0)

np.show()

time.sleep_ms(500)

np.fill(0,0,0)

np.show()

time.sleep_ms(500)

elif mode == 0x05:

np.fill(0,5,0)

np.show()

time.sleep_ms(1000)

np.fill(0,0,0)

np.show()

time.sleep_ms(1000)

elif mode == 0x06:

np.fill(0,0,5)

np.show()

time.sleep_ms(1500)

np.fill(0,0,0)

np.show()

time.sleep_ms(1500)

(D) RGB LED 渐变灯光控制

STONE LCD 显示屏通过使用“可变图标”、“按钮键值返回”以及控制项的音频属性，实现灯光控制功能。

(1) STONE 软件图形用户界面设计

首先，我们制作基础地图，并为按钮按下操作制作对应的动作效果图，如图所示。

• 第二个淡出命令已选中：A5 5A 06 83 00 8D 01 00 00。
• 第三个淡入命令：A5 5A 06 83 00 8E 01 00 00。

(2) Raspberry Pi Pico 控制台软件设计

通过串口从 串口屏接收命令，解析并调用 WS2812b 函数驱动 LED 执行相应操作。

# 灯带状态控制，模式为 7-9 表示三色渐变

elif mode == 0x07:

np.set_pixel_line_gradient(0,7,1,1,1,30,10,5)

np.show()

elif mode == 0x08:

np.set_pixel_line_gradient(0,7,1,1,1,5,10,30)

np.show()

elif mode == 0x09:

np.set_pixel_line_gradient(0,7,1,1,1,10,30,5)

np.show()

VI.系统运行效果测试

树莓派Pico与STONE串口屏炫光控制系统物理演示效果如图所示。

VII. 未来展望

本案例采用 Raspberry Pi Pico 和 STONE 串口屏构建 RGB 炫彩灯光控制单元，可扩展至控制 8 引脚的 256 颗灯珠，形成 32×64 三色点阵屏。