《 呼吸燈 》設(shè)計

設(shè)計背景：

呼吸燈廣泛應(yīng)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(shè)計原理： 關(guān)于呼吸燈設(shè)計實現(xiàn)的理論主要是PWM有關(guān)知識。PWM（Pluse WidthModulation）脈沖寬度調(diào)制，是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。并廣泛應(yīng)用在從測量、通信、功率控制與變換及 LED 照明等許多領(lǐng)域中。顧名思義，就是占空比可調(diào)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(xù)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(xiàn)調(diào)光呢？想要調(diào)節(jié) LED 的亮度變化，實則是調(diào)節(jié)控制流經(jīng) 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(jù)正弦波 a 的幅度變化，幅度高，則脈沖寬，反之。多數(shù)負(fù)載需要的 PWM 調(diào)制頻率都高于 10Hz，要想實現(xiàn)呼吸燈的效果，必須提高調(diào)制頻率，通常調(diào)制頻率為 1Khz~200Khz 之間。在 LED控制中 PWM 作用于電源部分，脈寬調(diào)制的脈沖頻率通常大于 100Hz，人眼就不會感到閃爍。這里我們?nèi)?PWM 調(diào)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(dāng)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(xiàn)呼吸燈效果。本設(shè)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(shè)計架構(gòu)圖：

設(shè)計架構(gòu)

設(shè)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(shè)計是正確的。

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