《 呼吸燈 》設計

設計背景：

呼吸燈廣泛應用于手機之上，并成為各大品牌新款手機的賣點之一。如果手機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，起到一個通知提醒的作用。設計原理： 關于呼吸燈設計實現的理論主要是PWM有關知識。PWM（Pluse WidthModulation）脈沖寬度調制，是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。并廣泛應用在從測量、通信、功率控制與變換及 LED 照明等許多領域中。顧名思義，就是占空比可調的信號，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），正脈沖序列的持續時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間與總釋放時間的比值。PWM 是怎樣實現調光呢？想要調節 LED 的亮度變化，實則是調節控制流經 LED 的電流。電流增大則 LED 亮度增強，反之減弱。但由于電流為模擬信號，所以這時就用到了 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正弦波，脈沖的寬度根據正弦波 a 的幅度變化，幅度高，則脈沖寬，反之。多數負載需要的 PWM 調制頻率都高于 10Hz，要想實現呼吸燈的效果，必須提高調制頻率，通常調制頻率為 1Khz~200Khz 之間。在 LED控制中 PWM 作用于電源部分，脈寬調制的脈沖頻率通常大于 100Hz，人眼就不會感到閃爍。這里我們取 PWM 調制頻率為 1KHz，PWM 周期為 1ms。脈沖頻率一定時，輸出脈沖的占空比越大，相當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，則 LED 不亮，為 100%時，則 LED 最量，我們讓占空比從 0~100%變化，再從 100%~0 不斷變化，則就可實現呼吸燈效果。本設計呼吸燈的一個周期為 2s，分為占空比增“吸”和占空比減“呼”兩種模式，每個為 1s，一個 PWM 周期為 2ms，所以每個模式包含 1000 個 PWM 周期，將每個 PWM 周期分為 1000 份，即每個時間段 2us。

設計架構圖：

設計架構

設計代碼：

仿真圖：

仿真中可以看到點亮 led 等高電平在不停的增高，然后會降低，通過驗證我們的設計是正確的。

責任編輯：lq6