很多初學(xué)者覺(jué)得自己學(xué)的東西很基礎(chǔ),擔(dān)心今后實(shí)際工作用不到。有初學(xué)者問(wèn)了這樣的問(wèn)題:單片機(jī)真正開(kāi)發(fā)產(chǎn)品和學(xué)習(xí)的時(shí)候有什么差別,平時(shí)學(xué)的LED、ADC這些東西,在實(shí)際項(xiàng)目中會(huì)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(shí)際項(xiàng)目中會(huì)用到,今天就拿LED為例來(lái)說(shuō)說(shuō)吧。
LED有哪些作用?
別小看LED,它在實(shí)際生活中應(yīng)用很廣泛的。
首先就是以LED為光源的項(xiàng)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(guò)有按鍵的項(xiàng)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(dá)到更好的體驗(yàn)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(xué)者的學(xué)習(xí)時(shí)的LED燈,但這種卻在項(xiàng)目中很常見(jiàn)。
拿狀態(tài)指示燈來(lái)說(shuō),一個(gè)項(xiàng)目的LED狀態(tài)指示燈可以直觀明了的指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),比如:運(yùn)行、故障、待機(jī)、死機(jī)等常見(jiàn)狀態(tài)。通過(guò)RGB,或者紅黃綠不同顏色LED組合,可以實(shí)現(xiàn)更多狀態(tài)的指示。
下面針對(duì)LED狀態(tài)燈,說(shuō)幾點(diǎn)細(xì)節(jié)的內(nèi)容。
LED狀態(tài)燈實(shí)現(xiàn)
這里結(jié)合代碼為大家分享一些項(xiàng)目中常見(jiàn)的LED狀態(tài)燈的實(shí)現(xiàn)方法。
1、單色LED運(yùn)行狀態(tài)指示燈
通過(guò)閃爍(一亮一滅)指示設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)的指示燈,一個(gè)關(guān)鍵作用:設(shè)備有沒(méi)有死機(jī)。
很多產(chǎn)品中都會(huì)用到,你買一個(gè)開(kāi)發(fā)板,提供的綜合例程也基本都有。
裸機(jī)情況下(一般狀態(tài)機(jī)),在某一個(gè)狀態(tài)實(shí)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(gè)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?cè)谏钪衅鋵?shí)也有一些場(chǎng)景在用,呼吸燈、鍵盤等,其實(shí)原來(lái)也很簡(jiǎn)單,就是控制LED亮度。
控制方法有很多,電壓、PWM都能達(dá)到控制LED亮度的效果。當(dāng)然,現(xiàn)在還有控制LED漸變的專有芯片。
但是,對(duì)于單片機(jī)項(xiàng)目來(lái)說(shuō),單片機(jī)自身就能實(shí)現(xiàn),如果單獨(dú)用一個(gè)芯片,就顯得有點(diǎn)多余。
使用DAC輸出模擬量可以實(shí)現(xiàn),但如果多路就不現(xiàn)實(shí),因此這種方法不常見(jiàn)。
常見(jiàn)的是PWM控制IO高低電平(從而控制電壓),這種對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)有兩種方法:
控制GPIO口高低電平
a、定時(shí)器硬件PWM
一個(gè)定時(shí)器輸出PWM波形的同時(shí),還需要一個(gè)定時(shí)器定時(shí)更新PWM輸出占空比(修改亮度)。
b、控制GPIO口高低電平
這個(gè)方法就比較簡(jiǎn)單,控制IO口高低電平時(shí)間,只是這個(gè)時(shí)間需要結(jié)合整個(gè)項(xiàng)目業(yè)務(wù)邏輯(特別是裸機(jī)情況下),不能出現(xiàn)“卡機(jī)”情況。
當(dāng)然,在RTOS情況下,業(yè)務(wù)邏輯就比較簡(jiǎn)單,單獨(dú)一個(gè)線程:
LED_ON(); vTaskDelay(TimesON); LED_OFF(); vTaskDelay(TimesOFF);
這里TimesON 和 TimesOFF是需要結(jié)合項(xiàng)目情況修改的變量(比如漸變時(shí)間)。
3、多色LED,多種運(yùn)行狀態(tài)
一個(gè)設(shè)備在沒(méi)有顯示屏指示狀態(tài)的時(shí)候,通過(guò)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(duì)第一種單色固定狀態(tài)要復(fù)雜一點(diǎn),但實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不難,方法也有很多。
這里分享一些思路:創(chuàng)建一個(gè)線程,一個(gè)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(shí)間等。
LED狀態(tài)結(jié)構(gòu)體:
typedef struct { uint8_t Mode; //模式 uint8_t Status; //當(dāng)前狀態(tài) uint16_t OffTimes; //滅時(shí)間 uint16_t OnTimes; //亮?xí)r間(ms) uint16_t Counter; //計(jì)數(shù)(計(jì)時(shí)) 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(guò)傳遞結(jié)構(gòu)體指針,是為了方便讀取并修改其中變量。
當(dāng)然,SL_Scan瀏覽函數(shù)具體實(shí)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(shí)是一個(gè)項(xiàng)目中很小的一個(gè)模塊,還有更復(fù)雜的LED實(shí)現(xiàn)和控制方法,相信做過(guò)這一塊的同學(xué)就比較了解。
當(dāng)然,LED在項(xiàng)目中是微不足道的一個(gè)模塊,但是,如果針對(duì)莫個(gè)人設(shè)計(jì)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(guò),就是不知道,最終那個(gè)女孩子感動(dòng)了沒(méi)有?如果感動(dòng)了,那這個(gè)LED項(xiàng)目就是一生中非常重要的項(xiàng)目。
審核編輯:彭菁
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