使用STM8的可编程警用LED闪光灯

STM8S001J3 是一款 8 位微控制器，提供 8 KB 闪存程序存储器以及集成的真实数据 EEPROM。它被称为 STM8S 微控制器系列中的低密度器件。该 MCU 采用小型 SO8N 封装。在本文中，我们将构建一个可用于车辆、摩托车和自行车的可编程警用 LED 闪光灯设备。

电路分析

图 1 显示了该装置的示意图。该电路的核心是一个 STM8S001 微控制器。

图1：可编程警用LED闪光灯示意图

让我们从电源单元开始分析。C2 和 C3 用于降低输入电压噪声。然后将电压处理到 78M09 ［1］ （REG1） 稳压器。它用于将电压稳定在 9 V。C4 和 C6 用于降低稳压器的输出噪声。

REG1 的输出被处理到一阶 RC 滤波器（R28 和 C5）。它有助于进一步降低噪音，因为该设备可能会在车辆等嘈杂的环境中持续使用。检查此过滤器（或其他过滤器类型）行为的最佳方法是执行实际测量。SDS1104X-E 示波器引入了一个很好的波特图功能，可以执行这种有用的计算。

REG2 ［2］ 用于将 9 V 转换为 5 V 为 STM8s001 MCU ［3］ （IC1） 供电。C7是IC1的辅助滤波电容。

IC1 MCU 使用单条 SWIM 线进行编程。它代表单线接口模块。它是 MCU 和编程器/调试器之间的高速链接。该引脚必须连接到编程器/调试器的 SWIM 引脚。接地引脚也必须连接。这样就完成了连接（P2）。

IC2 和 IC3 是逻辑 N 通道 SMD MOSFET ［4］，用于打开/关闭 LED。两个 MOSFET 的栅极引脚已使用 4.7K 电阻器拉低以避免不必要的触发（R13、R14）。SW1 是一个触觉按钮，用于在闪光灯程序之间切换。R27 是一个上拉电阻，C8 降低了可能的按钮去抖噪声。

R1 至 R26 电阻器用于限制 LED 的电流。在每个部分中，我将三个串联的 LED 连接到 +9-V 电源轨（图 2）。LED 的特性因制造商而异。因此，我们不能为所有情况分配一个固定的限流串联电阻。5mm LED 的最大容许电流约为 25 mA。因此，可以将电流限制在大约 15 mA（略高于一半）的电阻值看起来就足够了，不会影响 LED 的寿命，也不会显着降低 LED 亮度。

您可以从 100 Ω电阻器开始并增加它并同时监控电流。就我而言，我使用 180 Ω电阻读取 15 mA。

图 2：寻找串联 LED 的最佳电阻值

PCB布局

图 3 显示了闪光灯的 PCB 布局（最新版本）。它是单层PCB板。除 LED 外，所有组件均为 SMD 并焊接在铜面上。

在这个原理图和 PCB 的设计过程中，我使用了几个来自 SamacSys 的预制库。IC1 ［5］、IC2 ［6］、IC3 ［7］、REG1 ［8］ 和 REG2 ［9］ 使用 SamacSys 库及其 Altium Designer 插件 ［10］ 安装（图 4）。它节省了我很多设计时间。当我从头开始设计库时，我总是会犯错误，这会毁了我的一天和 PCB 原型。这些库是免费的，更重要的是，它们遵循 IPC 足迹标准。

图 3：警用闪光灯电路的 PCB 布局（最新版本）

图 4：SamacSys Altium 插件中的选定组件

图 5 和图 6 显示了 PCB 板最终版本的 3D 视图。

图 5：PCB 板顶部的 3D 视图（最新版本）

图 6：PCB 板底部的 3D 视图（最新版本）

图 7 显示了第一个经过测试的 PCB 原型的图像。我在 PCBWay 上订购了它，我以相同的价格得到了五块板。如您所见，构建质量很好。

在上一个版本中，我修改了一些组件封装（除 LED 外都是 SMD）并将电源线移到底部。您将直接在 PCB 板上焊接 12 V 电源线。

图 7：闪光板的第一个原型

软件

STM8 MCU 是不错的芯片，但 STM8CubeMX 仍然不完全支持它们。这意味着该软件还没有为STM8s生成代码。但是，您可以使用 ST Visual Develop （STVP） 作为编译器和为 STM8s （STSW） 预先编写的库。图 8 显示了 STVP IDE。您还需要安装 COSMIC STM8 以供 STVP 用作编译器。

图 8：ST Visual Develop IDE

我使用 GPIO 和外部中断库编写了三个闪烁程序。该软件是免费提供的。您也可以扩展代码并添加自己的程序。有关更多信息，请查看 YouTube 视频。

组装和测试

图 9 显示了物料清单。焊接没什么特别的。最小的部件是 0805 无源元件，您可以使用 0.4 毫米焊锡丝和普通烙铁轻松焊接。

图 9：物料清单

注意 LED 的正极性和负极性。尝试从同一制造商购买所有蓝色和红色 LED；否则，您可能无法为所有 LED 获得平滑且相同的灯光。

板上有一些跳线。不要忘记使用几个 0- Ω电阻器和类似电阻器进行正确连接。

连接您的 STM 编程器（支持 SWIM）并从“Release”文件夹中选择合适的文件并对芯片进行编程。按下按钮，闪烁程序改变。您可以添加自己的闪烁例程并对芯片进行编程。

审核编辑：郭婷