如何使用MM32L0系列產(chǎn)品芯片做呼吸燈功能

呼吸燈就是指電子產(chǎn)品上的LED燈的亮度隨著時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，本篇文章靈動微電子一級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(tài)，呼吸燈就是通過較高頻率的電平變化來實(shí)現(xiàn)亮滅的切換，由于人的視覺暫留效應(yīng)，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(xiàn)一直亮或者滅的狀態(tài)，通過調(diào)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(qiáng)，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(xù)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(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(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，通過調(diào)制信號的占空比，控制LED燈的亮度。

生成指數(shù)方式的曲線圖主要因素：

TIMPeriod：定時器的計數(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，PWM占空比只有10個等級精確到0.1，當(dāng)極大值為1000時，PWM占空比1000個等級精確到0.001。在本次實(shí)驗(yàn)中設(shè)置定時器的計數(shù)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(shù)器CNT計數(shù)加1所需要的時間，它的值太大會導(dǎo)致輸出的單個PWM波周期過長，影響控制的動態(tài)特性。如控制LED燈時，該值太大會導(dǎo)致LED燈開關(guān)時間變長，閃爍明顯。一般來說該值越小越好。在本次實(shí)驗(yàn)中設(shè)置定時器時鐘分頻因子為1757+1，即對時鐘1758分頻。

PWM表的點(diǎn)數(shù)：PWM表的點(diǎn)數(shù)即對擬合曲線的采樣點(diǎn)數(shù)，即把LED燈的亮度分為0-255個等級，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的定時器PWM輸出的例程的基礎(chǔ)上修改得來，TIM3配置成向上計數(shù)，PWM通道輸出也被配置成當(dāng)計數(shù)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(diǎn)亮LED燈。在函數(shù)的最后還使能了定時器中斷，每當(dāng)定時器的一個計數(shù)周期完成時產(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，可以對比測試兩種實(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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