靈動微電子MM32L0系列芯片做呼吸燈功能

呼吸燈，就是指電子產品上的LED燈的亮度隨著時間由暗到亮逐漸增強，再由亮到暗逐漸衰減，有節奏感地一起一伏，就像是在呼吸一樣，因而被廣泛應用于手機、電腦等電子設備的指示燈中。在使用MCU開發相關的應用產品中也可以加入呼吸燈功能，增強用戶的體驗感，在本實驗中靈動微電子一級代理英尚微將介紹如何使用MM32L0系列產品芯片做呼吸燈功能。
 
在平時應用中可以知道，MCU的GPIO輸出高低電平變化可以實現LED燈的亮、滅兩個過程，如果GPIO的電平一直維持高電平或者低電平，LED燈就處于長亮或長滅的狀態，呼吸燈就是通過較高頻率的電平變化來實現亮滅的切換，由于人的視覺暫留效應，肉眼無法迅速捕捉快速亮滅變化的過程，所以在視覺中一直出現一直亮或者滅的狀態，通過調整占空比可以控制LED燈的亮度，給人視覺上一種燈光由暗到亮逐漸增強，然后又由亮到暗逐漸衰減。
 
正常的成年人的吸氣呼氣時間整個過程持續大約3秒時間，即吸氣時間（LED燈亮度逐漸變亮）時間為1.5S，吸、呼氣時間（LED燈亮度逐漸變暗）時間為1.5S。
 
亮度隨著時間逐漸變強再衰減，可以用兩種算數方式實現：半周期的正弦函數曲線和指數上升曲線及對稱的下降沿曲線。
   
要控制LED燈達到呼吸燈的效果，實際上就是要控制LED燈的亮度擬合呼吸特性曲線，在本次實驗將采用指數上升曲線及對稱的下降沿曲線方式，用戶如果對正弦方式感興趣也可以進行嘗試。在本次實驗中，我們使用MM32L0輸出較高頻率的PWM信號，通過調制信號的占空比，控制LED燈的亮度。
 
生成指數方式的曲線圖主要因素：
TIMPeriod：定時器的計數周期，它的值必須與PWM表中的極大值相等（應用中賦值需要減1），而PWM表的極大值決定了控制的分辨率。例如極大值為10時，PWM占空比只有10個等級精確到0.1，當極大值為1000時，PWM占空比1000個等級精確到0.001。在本次實驗中設置定時器的計數周期值為255+1，即PWM表中的極大值也是256。
 
TIM_Prescaler：定時器時鐘分頻因子，它控制定時器計數器CNT計數加1所需要的時間，它的值太大會導致輸出的單個PWM波周期過長，影響控制的動態特性。如控制LED燈時，該值太大會導致LED燈開關時間變長，閃爍明顯。一般來說該值越小越好。在本次實驗中設置定時器時鐘分頻因子為1757+1，即對時鐘1758分頻。
 
PWM表的點數：PWM表的點數即對擬合曲線的采樣點數，即把LED燈的亮度分為0-255個等級，采樣點越多，能更好地還原擬合曲線，采樣點太少，可能會導致失真。在本次實驗中設置PWM表的點數為40。
 
Period_class：周期倍數，即PWM表中每個元素的循環次數，它影響擬合曲線的周期。在本次實驗中設置設置周期倍數為8。
 
本次實驗程序直接從MM32L073的定時器PWM輸出的例程的基礎上修改得來，TIM3配置成向上計數，PWM通道輸出也被配置成當計數器CNT的值小于輸出比較寄存CCR1的值時，PWM通道輸出低電平點亮LED燈。在函數的最后還使能了定時器中斷，每當定時器的一個計數周期完成時產生中斷，配合中斷服務函數，即可切換CCR1比較寄存器的值。
 
使用MM32L0系列MCU上述兩種方式都可以實現呼吸燈功能，兩種方法GPIO分別是PB4和PB5，download到MiniBoard中，可以對比測試兩種實現方法的差異性，選擇合適的呼吸燈實現方式。
 

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本文關鍵詞：MM32L0

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