呼吸燈就是指電子產(chǎn)品上的LED燈的亮度隨著時(shí)間由暗到亮逐漸增強(qiáng)，再由亮到暗逐漸衰減，有節(jié)奏感地一起一伏，就像是在呼吸一樣，因而被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦等電子設(shè)備的指示燈中。在使用MCU開(kāi)發(fā)相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)品中也可以加入呼吸燈功能，增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)感，本篇文章靈動(dòng)微電子一級(jí)代理英尚微將介紹如何使用MM32L0系列產(chǎn)品芯片做呼吸燈功能。

在平時(shí)應(yīng)用中可以知道，MCU的GPIO輸出高低電平變化可以實(shí)現(xiàn)LED燈的亮、滅兩個(gè)過(guò)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(zhǎng)亮或長(zhǎng)滅的狀態(tài)，呼吸燈就是通過(guò)較高頻率的電平變化來(lái)實(shí)現(xiàn)亮滅的切換，由于人的視覺(jué)暫留效應(yīng)，肉眼無(wú)法迅速捕捉快速亮滅變化的過(guò)程，所以在視覺(jué)中一直出現(xiàn)一直亮或者滅的狀態(tài)，通過(guò)調(diào)整占空比可以控制LED燈的亮度，給人視覺(jué)上一種燈光由暗到亮逐漸增強(qiáng)，然后又由亮到暗逐漸衰減。

正常的成年人的吸氣呼氣時(shí)間整個(gè)過(guò)程持續(xù)大約3秒時(shí)間，即吸氣時(shí)間（LED燈亮度逐漸變亮）時(shí)間為1.5S，吸、呼氣時(shí)間（LED燈亮度逐漸變暗）時(shí)間為1.5S。

亮度隨著時(shí)間逐漸變強(qiáng)再衰減，可以用兩種算數(shù)方式實(shí)現(xiàn)：半周期的正弦函數(shù)曲線和指數(shù)上升曲線及對(duì)稱的下降沿曲線。

指數(shù)方式曲線圖

要控制LED燈達(dá)到呼吸燈的效果，實(shí)際上就是要控制LED燈的亮度擬合呼吸特性曲線，在本次實(shí)驗(yàn)將采用指數(shù)上升曲線及對(duì)稱的下降沿曲線方式，用戶如果對(duì)正弦方式感興趣也可以進(jìn)行嘗試。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們使用MM32L0輸出較高頻率的PWM信號(hào)，通過(guò)調(diào)制信號(hào)的占空比，控制LED燈的亮度。

生成指數(shù)方式的曲線圖主要因素：

TIMPeriod：定時(shí)器的計(jì)數(shù)周期，它的值必須與PWM表中的極大值相等（應(yīng)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(shí)，PWM占空比只有10個(gè)等級(jí)精確到0.1，當(dāng)極大值為1000時(shí)，PWM占空比1000個(gè)等級(jí)精確到0.001。在本次實(shí)驗(yàn)中設(shè)置定時(shí)器的計(jì)數(shù)周期值為255+1，即PWM表中的極大值也是256。

TIM_Prescaler：定時(shí)器時(shí)鐘分頻因子，它控制定時(shí)器計(jì)數(shù)器CNT計(jì)數(shù)加1所需要的時(shí)間，它的值太大會(huì)導(dǎo)致輸出的單個(gè)PWM波周期過(guò)長(zhǎng)，影響控制的動(dòng)態(tài)特性。如控制LED燈時(shí)，該值太大會(huì)導(dǎo)致LED燈開(kāi)關(guān)時(shí)間變長(zhǎng)，閃爍明顯。一般來(lái)說(shuō)該值越小越好。在本次實(shí)驗(yàn)中設(shè)置定時(shí)器時(shí)鐘分頻因子為1757+1，即對(duì)時(shí)鐘1758分頻。

PWM表的點(diǎn)數(shù)：PWM表的點(diǎn)數(shù)即對(duì)擬合曲線的采樣點(diǎn)數(shù)，即把LED燈的亮度分為0-255個(gè)等級(jí)，采樣點(diǎn)越多，能更好地還原擬合曲線，采樣點(diǎn)太少，可能會(huì)導(dǎo)致失真。在本次實(shí)驗(yàn)中設(shè)置PWM表的點(diǎn)數(shù)為40。

Period_class：周期倍數(shù)，即PWM表中每個(gè)元素的循環(huán)次數(shù)，它影響擬合曲線的周期。在本次實(shí)驗(yàn)中設(shè)置設(shè)置周期倍數(shù)為8。

本次實(shí)驗(yàn)程序直接從MM32L073的定時(shí)器PWM輸出的例程的基礎(chǔ)上修改得來(lái)，TIM3配置成向上計(jì)數(shù)，PWM通道輸出也被配置成當(dāng)計(jì)數(shù)器CNT的值小于輸出比較寄存CCR1的值時(shí)，PWM通道輸出低電平點(diǎn)亮LED燈。在函數(shù)的最后還使能了定時(shí)器中斷，每當(dāng)定時(shí)器的一個(gè)計(jì)數(shù)周期完成時(shí)產(chǎn)生中斷，配合中斷服務(wù)函數(shù)，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(shí)現(xiàn)呼吸燈功能，兩種方法GPIO分別是PB4和PB5，download到MiniBoard中，可以對(duì)比測(cè)試兩種實(shí)現(xiàn)方法的差異性，選擇合適的呼吸燈實(shí)現(xiàn)方式。

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