單片機項目中LED的重要性

很多初學者覺得自己學的東西很基礎(chǔ)，擔心今后實際工作用不到。有初學者問了這樣的問題：單片機真正開發(fā)產(chǎn)品和學習的時候有什么差別，平時學的LED、ADC這些東西，在實際項目中會用到嗎？

雖然技術(shù)更新迭代很快，但有很多基本的技術(shù)，仍然在實際項目中會用到，今天就拿LED為例來說說吧。

LED有哪些作用？

別小看LED，它在實際生活中應(yīng)用很廣泛的。

首先就是以LED為光源的項目，比如呼吸燈、廣告燈、LED顯示屏等，這類控制LED亮滅（閃爍），或者亮度漸變。

再次就是LED背光燈，像液晶背光燈、按鍵背光燈等，這種也是需要控制LED變化的。我之前做過有按鍵的項目，按鍵背光燈需要漸變、配合音效控制LED不同頻率閃爍，目的就是為了達到更好的體驗效果。

再再次，LED作為指示燈，電源指示燈、狀態(tài)指示燈，這種就和接近初學者的學習時的LED燈，但這種卻在項目中很常見。

拿狀態(tài)指示燈來說，一個項目的LED狀態(tài)指示燈可以直觀明了的指示設(shè)備的運行狀態(tài)，比如：運行、故障、待機、死機等常見狀態(tài)。通過RGB，或者紅黃綠不同顏色LED組合，可以實現(xiàn)更多狀態(tài)的指示。

下面針對LED狀態(tài)燈，說幾點細節(jié)的內(nèi)容。

LED狀態(tài)燈實現(xiàn)

這里結(jié)合代碼為大家分享一些項目中常見的LED狀態(tài)燈的實現(xiàn)方法。

1、單色LED運行狀態(tài)指示燈

通過閃爍（一亮一滅）指示設(shè)備運行的狀態(tài)的指示燈，一個關(guān)鍵作用：設(shè)備有沒有死機。

很多產(chǎn)品中都會用到，你買一個開發(fā)板，提供的綜合例程也基本都有。

裸機情況下（一般狀態(tài)機），在某一個狀態(tài)實現(xiàn)LED閃爍：

int main(void) { //系統(tǒng)初始化 while(1) { //do something switch(State) { case 狀態(tài)1： //do something break; case 狀態(tài)2： //do something break; · · · case 狀態(tài)燈： ED_TOGGLE(); //LED閃爍 break; } } }

RTOS情況下，新建一個狀態(tài)燈線程，在線程里面直接控制即可：

void StatusLight_Task(void *pvParameters) { static TickType_t xLastWakeTime; //初始化 xLastWakeTime = xTaskGetTickCount(); for(;;) { //do something LED_TOGGLE(); //LED閃爍 vTaskDelayUntil( xLastWakeTime, 500); } }

2、單色LED漸變

LED漸變在生活中其實也有一些場景在用，呼吸燈、鍵盤等，其實原來也很簡單，就是控制LED亮度。

控制方法有很多，電壓、PWM都能達到控制LED亮度的效果。當然，現(xiàn)在還有控制LED漸變的專有芯片。

但是，對于單片機項目來說，單片機自身就能實現(xiàn)，如果單獨用一個芯片，就顯得有點多余。

使用DAC輸出模擬量可以實現(xiàn)，但如果多路就不現(xiàn)實，因此這種方法不常見。

常見的是PWM控制IO高低電平（從而控制電壓），這種對于單片機來說有兩種方法：

定時器硬件PWM

控制GPIO口高低電平

a、定時器硬件PWM

一個定時器輸出PWM波形的同時，還需要一個定時器定時更新PWM輸出占空比（修改亮度）。

b、控制GPIO口高低電平

這個方法就比較簡單，控制IO口高低電平時間，只是這個時間需要結(jié)合整個項目業(yè)務(wù)邏輯（特別是裸機情況下），不能出現(xiàn)“卡機”情況。

當然，在RTOS情況下，業(yè)務(wù)邏輯就比較簡單，單獨一個線程：

LED_ON(); vTaskDelay(TimesON); LED_OFF(); vTaskDelay(TimesOFF);

這里TimesON 和 TimesOFF是需要結(jié)合項目情況修改的變量（比如漸變時間）。

3、多色LED，多種運行狀態(tài)

一個設(shè)備在沒有顯示屏指示狀態(tài)的時候，通過LED指示狀態(tài)也是一種方法，比如：紅、黃、綠三色，分別常滅、常亮、閃爍三種狀態(tài)。

這種相對第一種單色固定狀態(tài)要復雜一點，但實現(xiàn)起來也不難，方法也有很多。

這里分享一些思路：創(chuàng)建一個線程，一個結(jié)構(gòu)體，輪詢各種LED狀態(tài)，根據(jù)應(yīng)用修改其各種狀態(tài)，以及閃爍時間等。

LED狀態(tài)結(jié)構(gòu)體：

typedef struct { uint8_t Mode; //模式 uint8_t Status; //當前狀態(tài) uint16_t OffTimes; //滅時間 uint16_t OnTimes; //亮時間(ms) uint16_t Counter; //計數(shù)(計時) void (*OffFun)(void); //滅函數(shù)接口 void (*OnFun)(void); //亮函數(shù)接口 }SL_TypeDef; /* 狀態(tài)燈 */

LED狀態(tài)主線程：

void StatusLight_Task(void *pvParameters) { static TickType_t xLastWakeTime; xLastWakeTime = xTaskGetTickCount(); for(;;) { SL_Scan( sSLG_Structure); //紅燈 SL_Scan( sSLY_Structure); //黃燈 SL_Scan( sSLR_Structure); //綠燈 vTaskDelayUntil( xLastWakeTime, SL_TASK_PERIOD); } }

這里結(jié)構(gòu)體也是方便統(tǒng)一管理，其中SL_Scan瀏覽（掃描）函數(shù)的參數(shù)通過傳遞結(jié)構(gòu)體指針，是為了方便讀取并修改其中變量。

當然，SL_Scan瀏覽函數(shù)具體實現(xiàn)，就與你應(yīng)用有關(guān)：

static void SL_Scan(SL_TypeDef *SL_Struct) { /* 常滅模式 */ if(SL_MODE_OFF == SL_Struct->Mode) { SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //狀態(tài)置為"滅" SL_Struct->OffFun(); //滅燈 } /* 常亮模式 */ else if(SL_MODE_ON == SL_Struct->Mode) { SL_Struct->Status = SL_STATUS_ON; //狀態(tài)置為"亮" SL_Struct->OnFun(); //亮燈 } /* 閃爍模式 */ else if(SL_MODE_FLICKER == SL_Struct->Mode) { /* 在滅狀態(tài) */ if(SL_STATUS_OFF == SL_Struct->Status) { SL_Struct->Counter++; if(SL_Struct->Counter >= SL_Struct->OffTimes) { SL_Struct->Counter = 0; SL_Struct->OnFun(); //亮燈 SL_Struct->Status = SL_STATUS_ON; //狀態(tài)置為"亮" } } /* 在亮狀態(tài) */ else if(SL_STATUS_ON == SL_Struct->Status) { SL_Struct->Counter++; if(SL_Struct->Counter >= SL_Struct->OnTimes) { SL_Struct->Counter = 0; SL_Struct->OffFun(); //滅燈 SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //狀態(tài)置為"滅" } } else { SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //狀態(tài)置為"滅" } } /* 未知模式 */ else { SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //狀態(tài)置為"滅" SL_Struct->OffFun(); //滅燈 } }

最后

以上的控制LED的狀態(tài)，其實是一個項目中很小的一個模塊，還有更復雜的LED實現(xiàn)和控制方法，相信做過這一塊的同學就比較了解。

當然，LED在項目中是微不足道的一個模塊，但是，如果針對莫個人設(shè)計一塊LED的產(chǎn)品，那就意義非凡了。

上面這種，相信很多暖（zhi）男都做過，就是不知道，最終那個女孩子感動了沒有？如果感動了，那這個LED項目就是一生中非常重要的項目。

審核編輯：彭菁