入門課程之呼吸燈設(shè)計(jì)詳細(xì)流程

《 呼吸燈 》設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)背景：

呼吸燈廣泛應(yīng)用于手機(jī)之上，并成為各大品牌新款手機(jī)的賣點(diǎn)之一。如果手機(jī)里面有未處理的通知，比如說未接來電，未查收的短信等等，呼吸燈就會(huì)在控制之下完成由亮到暗的逐漸變化，感覺好像是人在呼吸，起到一個(gè)通知提醒的作用。設(shè)計(jì)原理： 關(guān)于呼吸燈設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的理論主要是PWM有關(guān)知識(shí)。PWM（Pluse WidthModulation）脈沖寬度調(diào)制，是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。并廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信、功率控制與變換及 LED 照明等許多領(lǐng)域中。顧名思義，就是占空比可調(diào)的信號(hào)，那么什么是占空比呢？占空比（Duty Cycle orDuty Ratio），可以解釋為，在一脈沖序列中（方波），正脈沖序列的持續(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值。也可理解為，電路釋放能量的有效時(shí)間與總釋放時(shí)間的比值。PWM 是怎樣實(shí)現(xiàn)調(diào)光呢？想要調(diào)節(jié) LED 的亮度變化，實(shí)則是調(diào)節(jié)控制流經(jīng) LED 的電流。電流增大則 LED 亮度增強(qiáng)，反之減弱。但由于電流為模擬信號(hào)，所以這時(shí)就用到了 PWM。正如下圖所示：

使用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個(gè)正弦波，脈沖的寬度根據(jù)正弦波 a 的幅度變化，幅度高，則脈沖寬，反之。多數(shù)負(fù)載需要的 PWM 調(diào)制頻率都高于 10Hz，要想實(shí)現(xiàn)呼吸燈的效果，必須提高調(diào)制頻率，通常調(diào)制頻率為 1Khz~200Khz 之間。在 LED控制中 PWM 作用于電源部分，脈寬調(diào)制的脈沖頻率通常大于 100Hz，人眼就不會(huì)感到閃爍。這里我們?nèi)?PWM 調(diào)制頻率為 1KHz，PWM 周期為 1ms。脈沖頻率一定時(shí)，輸出脈沖的占空比越大，相當(dāng)于輸出的有效電平越大，隨著占空比的不同，LED 的亮度也將不同。如占空比為 0 時(shí)，則 LED 不亮，為 100%時(shí)，則 LED 最量，我們讓占空比從 0~100%變化，再?gòu)?100%~0 不斷變化，則就可實(shí)現(xiàn)呼吸燈效果。本設(shè)計(jì)呼吸燈的一個(gè)周期為 2s，分為占空比增“吸”和占空比減“呼”兩種模式，每個(gè)為 1s，一個(gè) PWM 周期為 2ms，所以每個(gè)模式包含 1000 個(gè) PWM 周期，將每個(gè) PWM 周期分為 1000 份，即每個(gè)時(shí)間段 2us。

設(shè)計(jì)架構(gòu)圖：

設(shè)計(jì)架構(gòu)

設(shè)計(jì)代碼：

仿真圖：

仿真中可以看到點(diǎn)亮 led 等高電平在不停的增高，然后會(huì)降低，通過驗(yàn)證我們的設(shè)計(jì)是正確的。

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